高考物理一輪復習講義第7章第5課時　專題強化用三大觀點解決力學問題（2份打包，原卷版+教師版）-試卷下載-教習網(wǎng)

1．解決動力學問題的三個基本觀點
(1)動力學觀點：運用牛頓運動定律結(jié)合運動學知識解題，可處理勻變速運動問題。
(2)能量觀點：用動能定理和能量守恒觀點解題，可處理非勻變速運動問題。
(3)動量觀點：用動量守恒觀點解題，可處理非勻變速運動問題。用動量定理可簡化問題的求解過程。
2．力學規(guī)律的選用原則
(1)如果要列出各物理量在某一時刻的關(guān)系式，可用牛頓第二定律。
(2)研究某一物體受到力的持續(xù)作用發(fā)生運動狀態(tài)改變時，一般用動量定理(涉及時間的問題)或動能定理(涉及位移的問題)去解決問題。
(3)若研究的對象為一物體系統(tǒng)，且它們之間有相互作用，一般用動量守恒定律和機械能守恒定律去解決問題，但需注意所研究的問題是否滿足守恒的條件。
(4)在涉及相對位移問題時則優(yōu)先考慮能量守恒定律，系統(tǒng)克服摩擦力所做的總功等于系統(tǒng)機械能的減少量，即系統(tǒng)內(nèi)能的增加量。
(5)在涉及碰撞、爆炸、打擊、繩繃緊等物理現(xiàn)象時，需注意到這些過程一般均隱含有系統(tǒng)機械能與其他形式能量之間的轉(zhuǎn)化，作用時間都極短，因此用動量守恒定律去解決。
例1 (2022·廣東卷·13)某同學受自動雨傘開傘過程的啟發(fā)，設(shè)計了如圖所示的物理模型。豎直放置在水平桌面上的滑桿上套有一個滑塊，初始時它們處于靜止狀態(tài)。當滑塊從A處以初速度v0為10 m/s向上滑動時，受到滑桿的摩擦力f為1 N，滑塊滑到B處與滑桿發(fā)生完全非彈性碰撞，帶動滑桿離開桌面一起豎直向上運動。已知滑塊的質(zhì)量m＝0.2 kg，滑桿的質(zhì)量M＝0.6 kg，A、B間的距離l＝1.2 m，重力加速度g取10 m/s2，不計空氣阻力。求：
(1)滑塊在靜止時和向上滑動的過程中，桌面對滑桿支持力的大小N1和N2；
(2)滑塊碰撞前瞬間的速度大小v1；
(3)滑桿向上運動的最大高度h。
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例2 (2023·山東濟寧市模擬)如圖所示，光滑水平面上有一質(zhì)量M＝1.98 kg的小車，小車上B點右側(cè)為水平軌道，其中BC段粗糙，CD段光滑。B點的左側(cè)為一半徑R＝1.3 m的光滑四分之一圓弧軌道，圓弧軌道與水平軌道在B點相切，車的最右端D點固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧處于自然長度時左端恰好位于小車的C點，B與C之間距離L＝0.7 m。一質(zhì)量m＝1 kg的小物塊(可視為質(zhì)點)，置于小車的B點，開始時小車與小物塊均處于靜止狀態(tài)。一質(zhì)量m0＝20 g的子彈以水平速度v0＝600 m/s向右擊中小車并停留在車中，假設(shè)子彈擊中小車的過程時間極短，已知小物塊與BC間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，取g＝10 m/s2。求：
(1)小物塊沿圓弧軌道上升的最大高度h；
(2)小物塊第一次返回到B點時速度v的大?。?br>(3)彈簧的彈性勢能的最大值Epm；
(4)小物塊最終與小車保持相對靜止時到B的距離x。
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例3 (2023·浙江6月選考·18)為了探究物體間碰撞特性，設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。水平直軌道AB、CD和水平傳送帶平滑無縫連接，兩半徑均為R＝0.4 m的四分之一圓周組成的豎直細圓弧管道DEF與軌道CD和足夠長的水平直軌道FG平滑相切連接。質(zhì)量為3m的滑塊b與質(zhì)量為2m的滑塊c用勁度系數(shù)k＝100 N/m的輕質(zhì)彈簧連接，靜置于軌道FG上?，F(xiàn)有質(zhì)量m＝0.12 kg的滑塊a以初速度v0＝2eq \r(21) m/s從D處進入，經(jīng)DEF管道后，與FG上的滑塊b碰撞(時間極短)。已知傳送帶長L＝0.8 m，以v＝2 m/s的速率順時針轉(zhuǎn)動，滑塊a與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，其他摩擦和阻力均不計，各滑塊均可視為質(zhì)點，彈簧的彈性勢能Ep＝eq \f(1,2)kx2(x為形變量)，重力加速度g＝10 m/s2。
(1)求滑塊a到達圓弧管道DEF最低點F時速度大小vF和所受支持力大小FN；
(2)若滑塊a碰后返回到B點時速度vB＝1 m/s，求滑塊a、b碰撞過程中損失的機械能ΔE；
(3)若滑塊a碰到滑塊b立即被粘住，求碰撞后彈簧最大長度與最小長度之差Δx。
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例4 (2023·廣東茂名市一模)某戶外大型闖關(guān)游戲“渡河”環(huán)節(jié)中，選手從高臺俯沖而下，為了解決速度過快帶來的風險，設(shè)計師設(shè)計了如圖所示的減速裝置。浮于河面的B板緊靠緩沖裝置A板，B的左側(cè)放置一物體C。選手通過高臺光滑曲面下滑，經(jīng)過A后滑上B。已知A、B的質(zhì)量均為M0＝48 kg，C的質(zhì)量為M＝12 kg。A、B的長度均為L＝3 m，選手與A、B間的動摩擦因數(shù)均為μ1＝0.5，A與地面間的動摩擦因數(shù)μ2＝0.3。B在水中運動時受到的阻力是其所受浮力的0.1倍，B碰到河岸后立即被鎖定。不計水流速度，選手和物體C均可看作質(zhì)點，g＝10 m/s2，則：
(1)為了防止A滑動而出現(xiàn)意外，選手及裝備的質(zhì)量最大不超過多少？
(2)若選手及裝備的質(zhì)量為60 kg，從h＝3.3 m的高臺由靜止開始滑下，經(jīng)過A與C發(fā)生碰撞后一起運動，碰撞時間極短可忽略，在此碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能為多少？
(3)在第(2)問前提下，選手與C碰撞后經(jīng)0.5 s恰好與平板B速度相同，要使選手能夠到達河岸，河岸的最大寬度d為多少？
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