2025-2026学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册 第一章 动量及其守恒定律 专题提升五 力学三大观点的综合应用 课件

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专题提升五　力学三大观点的综合应用第1章 动量及其守恒定律1.进一步熟悉牛顿第二定律、动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律等规律。2.灵活运用力学观点、动量观点和能量观点解决力学问题。学习目标目 录CONTENTS一、力学三大观点及规律二、力学规律的选用原则1.单个物体：宜选用动量定理、动能定理和牛顿运动定律。若为涉及时间的问题，首选动量定理；若为涉及位移的问题，首选动能定理；若为涉及加速度的问题，首选牛顿运动定律。2.多个物体组成的系统：优先考虑两个守恒定律，若涉及碰撞、爆炸、反冲等问题时，应先选用动量守恒定律，然后再根据功能关系分析解决。例1 (鲁科版教材P28章末练习7改编)如图所示，某商场中，静置在水平地面上沿一直线排列着3辆手推车，每辆车的质量均为m＝10 kg。现给第一辆车v0＝11 m/s的水平初速度，使其向第二辆车运动，0.5 s后与第二辆车相碰﹐碰后两车以共同速度运动了1 s后与第三辆车相碰﹐最后3辆车一起恰好运动至停放处。若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用，碰撞时间很短，手推车运动过程中受到的阻力是其重力的0.2倍。已知重力加速度g＝10 m/s2，求：(1)第一辆车与第二辆车碰撞后瞬间的速率v；(2)第三辆车运动的距离d。第一辆车与第二辆车碰撞前，速度大小为v1＝v0－at1＝11 m/s－2×0.5 m/s＝10 m/s碰撞过程，根据动量守恒定律有mv1＝2mv解得第一辆车与第二辆车碰撞后瞬间的速率v＝5 m/s。(2)两车以共同速度做匀减速直线运动，1 s后速度大小为v2＝v－at2＝5 m/s－2×1 m/s＝3 m/s与第三辆车相碰，根据动量守恒定律有2mv2＝3mv3解得v3＝2 m/s答案　(1)5 m/s　(2)1 m例2 (2023·北京卷，17)如图所示，质量为m的小球A用一不可伸长的轻绳悬挂在O点，在O点正下方的光滑桌面上有一个与A完全相同的静止小球B，B距O点的距离等于绳长L。现将A拉至某一高度，由静止释放，A以速度v在水平方向和B发生正碰并粘在一起，重力加速度为g。求：(1)A释放时距桌面的高度H；(2)碰撞前瞬间绳子的拉力大小F；(3)碰撞过程中系统损失的机械能ΔE。例3 如图所示，较长的曲面与水平桌面平滑连接，将m1、m2之间的轻弹簧压缩后用细线连接，置于水平桌面上，弹簧与两物体不拴连。现将细线烧断，弹簧将两物体弹开，m2离开弹簧后从右边飞出，m1冲上曲面。已知桌面高为h，m2平抛的水平射程为x，m1＝2m，m2＝m，不计一切摩擦，重力加速度为g，求：(1)m2离开弹簧时的速度大小；(2)m1上升到曲面最高点时距桌面的高度H；(3)弹簧的最大弹性势能。解析　(1)对m2平抛过程分析，有对m1冲上曲面过程，由机械能守恒定律有优选原则(1)若是多个物体组成的系统，优先考虑使用两个守恒定律。(2)若物体(或系统)涉及速度和时间，应考虑使用动量定理。(3)若物体(或系统)涉及位移和时间，且受到恒力作用，应考虑使用牛顿运动定律。(4)若物体(或系统)涉及位移和速度，应考虑使用动能定理，尤其是关于曲线运动和变加速运动的问题。　　随堂对点自测21.(鲁科版教材P11“物理聊吧”改编)如图所示，若船用缆绳固定，人恰好可以从船头跳上岸；撤去缆绳，人仍然恰好可以从船头跳上岸。已知两次从离开船到跳上岸所用时间相等，人的质量为60 kg，船的质量为120 kg，不计水和空气阻力，忽略人竖直方向的运动，则两次人消耗的能量之比约为多少?(1)第1次打桩时重锤A与桩B碰撞后的速度v；(2)完成第1次打桩后，试求桩B深入地面下的深度h1。课后巩固训练32.如图所示，固定的光滑轨道MON的ON段水平，且与MO段平滑连接。将质量为m的小球a从M处由静止释放后沿MON运动，在N处与质量也为m的小球b发生正碰并粘在一起。已知M、N两处的高度差为h，碰撞前小球b用长为h的轻绳悬挂于N处附近。两球均可视为质点，且碰撞时间极短，重力加速度为g。(1)求两球碰撞前瞬间小球a的速度大小v；(2)求两球碰撞后的速度大小v′；(3)若悬挂小球b的轻绳所能承受的最大拉力为2.5mg，通过计算说明两球碰后轻绳是否会断裂？3.(2023·天津卷，11)一质量为mA＝2 kg的A物体从距地面h＝1.2 m处由静止自由下落，同时另一质量为mB＝1 kg的B物体从A物体的正下方地面上竖直向上抛出，经过t＝0.2 s两物体相遇，碰撞后立刻粘在一起运动，已知重力加速度g＝10 m/s2，碰撞时间极短，不计空气阻力。求两物体：(1)碰撞时离地面的高度x；(2)碰后瞬间的速度v；(3)碰撞过程损失的机械能ΔE。答案　(1)1 m　(2)0　(3)12 J解得vB0＝6 m/s根据运动学公式可得碰撞前瞬间A物体的速度大小为vA＝gt＝2 m/s方向竖直向下碰撞前瞬间B物体的速度大小为vB＝vB0－gt＝4 m/s方向竖直向上选竖直向下为正方向，由动量守恒定律可得mAvA－mBvB＝(mA＋mB)v解得碰后瞬间的速度v＝0。(3)根据能量守恒定律可知碰撞过程损失的机械能为解得ΔE＝12 J。4.如图所示，在光滑的水平面上放置了一个质量M＝3 kg的长木板AB，长木板的上表面AC段是粗糙的、BC段是光滑的，长木板的左端放置了一个质量m＝1 kg的小物块(视为质点)，物块与粗糙段间的动摩擦因数μ＝0.15，木板右端B连着一段轻质弹簧，弹簧处于自然状态时，左端点正好在C点，系统处于静止状态。若给小物块一个向右的初速度v0＝2 m/s，小物块正好滑到C处；如果给长木板施加一个水平向左的恒力F(图中未画出)，作用t＝1 s时间后撤去此力时，小物块正好到达C点。求：(1)长木板粗糙段的长度；(2)恒力F的大小；(3)撤去恒力后，弹簧的最大弹性势能。答案　(1)1 m　(2)12 N　(3)1.5 J解析　(1)设长木板粗糙段长度为L，小物块与长木板组成的系统动量守恒，给小物块一个初速度v0＝2 m/s，小物块正好滑到C处，说明小物块与长木板达到共同速度，由动量守恒定律和功能关系有mv0＝(m＋M)v(2)设经过t＝1 s时间后，长木板和小物块的速度分别是v1、v2，对系统由动量定理有Ft＝Mv1＋mv2联立解得F＝12 N，v1＝3.5 m/s，v2＝1.5 m/s。(3)当弹簧的弹性势能最大时，长木板与小物块达到共同速度，设为v3，则Mv1＋mv2＝(M＋m)v3