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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,专题八,力学综合问题,专题八力学综合问题,专题八 力学综合问题专题八力学综合问题,主干知识整合,专题八,主干知识整合,一、力学知识概要,1,力学三大观点：,_,、,_,、,_.,2,力的三个作用效果：,_,、,_,、,_.,3,力学五条规律：,_,、,_,、,_,、,_,、,_.,力的观点,动量观点,能量观点,力的瞬时作用,力的空间累积作用,力的时间累积作用,牛顿运动定律,动能定理,机械能守恒定律,动量定理,动量守恒定律,主干知识整合专题八 主干知识整合 一、力学知识概要力的观,专题八,主干知识整合,二、研究对象选取,首先看研究对象是单个物体，还是多个物体组成的系统有时还要把其中一个或几个物体从大系统中分离出来，作为研究对象,(,称为子系统,),，这是因为力学中许多规律运用是有条件的，某一规律对整个系统不成立，但对子系统却成立二是分析物理过程一方面能把复杂的物理过程分解为几个简单的物理过程，化难为易；另一方面又可挖掘隐含条件，找出联系不同阶段的,“,桥梁,”,三是分析研究对象的受力与运动情况针对不同的对象，分析它们在各个过程的受力情况与运动情况，同时分清内力和外力，注意各力的特点，便于运用物理规律,专题八 主干知识整合 二、研究对象选取,三、解题方法选择,解决力学问题有三大解题途径，即,_,、,_,和,_,，其中用动量观点和能量观点解题是我们的首选特别是对于变力作用或者是曲线运动问题，或不涉及运动过程的细节、不涉及加速度等问题时，更显示出这两大观点的优越性但是，当涉及加速度或是力的瞬时作用时，一般要用力的观点解决具体来讲：,(1),当物体受到力的持续作用发生运动状态的改变而且又涉及时间,(,力对时间的累积,),时，用动量定理或动力学方法；,(2),当涉及功、能和位移时，用动能定理；,(3),当涉及细节并要求分析力时，一般要用牛顿运动定律；,专题八,主干知识整合,力的观点,能量观点,动量观点,三、解题方法选择专题八 主干知识整合 力的观点能量观点动,专题八,主干知识整合,(4),很多问题的分析往往不是用一个观点解题，而常用动量与能量的观点或动量与力的观点或动能与力的观点甚至用三种观点综合，所以我们要做到具体问题具体分析，采用最为有效的观点和最为有效的方法解题,专题八 主干知识整合(4)很多问题的分析往往不是用一个,要点热点探究,专题八,要点热点探究,探究点一力学三大观点的整合应用,力学综合问题往往具有复杂的物理过程和相关分析，涉及动量守恒定律、能量守恒定律、动能定理、牛顿第二定律、运动学公式等考点，解题时应注重过程分析，包括受力分析、运动分析、能量转化的分析、系统最终状态的分析等，同时应注意利用有关的结论解题,要点热点探究专题八 要点热点探究探究点一力学三大观,专题八,要点热点探究,例,1,如图,2,8,1,所示，在水平台面上放着两个质量分别为,m,2,0.2 kg,和,m,3,0.3 kg,的小球,B,、,C,，其中,C,球用轻质弹簧与左边固定的挡板连接，开始弹簧处于自然长度，右边通过光滑水平轨道连接一半径,R,m,的光滑,圆弧轨道,C,球右侧台面光滑，左侧台面粗糙，各球与左侧台面间的动摩擦因数均为,0.2.,现有一质量为,m,1,0.1 kg,的小球,A,以,v,0,10 m/s,的水平速度向左运动，与,B,球发生正碰，,A,球被反弹后进入右边轨道，到达圆弧最高点时，对轨道的压力刚好为,A,球的重力,专题八 要点热点探究例1如图281所示，在水平台面,专题八,要点热点探究,而,B,球与,C,球在极短的时间内发生正碰，碰后粘在一起共同压缩弹簧，使弹簧具有最大弹性势能,E,p,1.34 J,；已知三个小球均可看做质点，弹簧的形变在弹性限度内，不计空气阻力，,g,取,10 m/s,2,.,求：,(1),A,球反弹时速度的大小；,(2),小球,B,、,C,碰后压缩弹簧的最大形变量,x,.,专题八 要点热点探究而B球与C球在极短的时间内发生正碰，,专题八,要点热点探究,专题八 要点热点探究,专题八,要点热点探究,【点拨】,(1),能否求得,A,球反弹后的速度？,A,、,B,碰撞过程满足什么规律？,(2),A,、,B,碰撞后,B,球的动能全部转化为弹簧的弹性势能吗？为什么？,(3),B,、,C,碰撞后具有的共同动能全部转化为弹簧的弹性势能吗？为什么？,专题八 要点热点探究【点拨】(1)能否求得A球反弹后的,专题八,要点热点探究,例,1,(1)2 m/s,(2)0.1 m,【解析】,(1),设碰后小球,A,反弹的速度大小为,v,1,，到达最高点的速度大小为,v,1,在小球通过轨道最高点时，由牛顿第二定律有,2,m,1,g,m,1,解得：,v,1,2 m/s,(2),设,A,和,B,碰后，小球,B,的速度大小为,v,2,m,1,v,0,m,2,v,2,m,1,v,1,解得：,v,2,6 m/s,设小球,B,和,C,碰后粘在一起的共同速度为,v,3,专题八 要点热点探究例1(1)2 m/s(2)0.1,专题八,要点热点探究,根据动量守恒，有：,m,2,v,2,(,m,2,m,3,),v,3,解得：,v,3,2.4 m/s,小球,B,、,C,碰后至弹簧的压缩量最大的过程中有：,解得：,x,0.1 m,专题八 要点热点探究根据动量守恒，有：m2v2(m2,专题八,要点热点探究,【点评】本题首先要通过对,A,球通过轨道最高点时的动力学分析求得,A,球反弹的速度，进而根据对,A,、,B,碰撞过程的动量守恒关系得到,B,球碰后的速度；根据题意，,B,球与,C,球的碰撞属于完全非弹性碰撞，碰后二者共同的动能转化为弹簧压缩量最大时的弹簧弹性势能和摩擦而产生的内能，其中若考生丢掉摩擦生热，则本题就不能求得正确结果,专题八 要点热点探究【点评】本题首先要通过对A球通过轨,专题八,要点热点探究,与弹簧相关的动量、能量综合题往往具有复杂的物理情景，涉及的知识面广、综合性强、能力要求高，经常涉及的考点有动量守恒定律、动能定理、功能关系、能量守恒定律、牛顿第二定律、简谐运动规律等另外需要注意弹簧在这类问题中的两点特殊表现：,(1),直接与弹簧相连接的物体与其他物体发生碰撞的瞬间弹簧不参与；,(2),弹簧的弹力为变力，弹簧形变改变的过程就是其储存或释放弹性势能的过程,.,专题八 要点热点探究与弹簧相关的动量、能量综合题往往具有,专题八,要点热点探究,一倾角为,30,的光滑斜面固定在水平地面上，在斜面的底端固定一带压力传感器的挡板,P,，质量均为,1 kg,的,A,、,B,两滑块，用劲度系数为,k,100 N/m,的轻弹簧相连，静止在光滑斜面上，如图,2,8,2,所示，现将另一质量也为,1 kg,的滑块,C,，从斜面上某处静止释放，,C,滑下与,B,碰后粘合在一起，粘合体,BC,在斜面上运动的过程中，,A,滑块始终与,P,接触，压力传感器有时显示压力为,0,，,g,取,10 m/s,2,，求：,(1),粘合体,BC,在斜面上运动的最大加速度；,(2),C,刚释放时距,B,多远？,变式题,专题八 要点热点探究一倾角为30的光滑斜面固定在,专题八,要点热点探究,例,1,变式题,(1),(2)0.4 m,【解析】,(1),当,BC,整体运动到斜面上最高点时，,A,对,P,的压力为,0,，,BC,整体的加速度最大，此时,BC,整体受力分析如图甲所示,专题八 要点热点探究例1变式题(1)(2)0.4,专题八,要点热点探究,由牛顿第二定律有,2,mg,sin 30,F,2,ma,此时,A,对,P,压力为,0,，,A,受力分析如图乙所示，由平衡条件有,F,mg,sin 30,解得,专题八 要点热点探究由牛顿第二定律有2mgsin 30,专题八,要点热点探究,(2),设,C,刚下滑时距,B,距离为,x,，即将与,B,碰撞时速度为,v,1,，碰后速度大小为,v,2,mgx,sin 30,0,m,v,1,0,2,m,v,2,碰前弹簧压缩量设为,x,1,，碰后,BC,整体运动到斜面上最高点时，弹簧伸长为,x,2,，,碰前对,B,有,mg,sin30,kx,1,碰后,BC,运动到最高点时对,A,有,mg,sin30,kx,2,由以上两式得,x,1,x,2,5,10,2,m,专题八 要点热点探究(2)设C刚下滑时距B距离为x，即将,专题八,要点热点探究,即刚碰撞完毕时，弹簧的弹性势能与,BC,到达斜面上最高点时弹簧的弹性势能相等，由机械能守恒定律有,解得,x,0.4 m.,专题八 要点热点探究即刚碰撞完毕时，弹簧的弹性势能与BC,专题八,要点热点探究,探究点二模型思想在力学综合题中的应用,模型是在突出主要矛盾、忽略次要因素的科学思想指导下提炼出来的理想研究对象，在高中物理问题的分析中处处体现着模型思想模型分为三类：第一，实物模型，如质点、点电荷、单摆、弹簧振子等；第二，过程模型，如匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动等；第三，状态模型，如平衡状态、非平衡状态、临界状态等任何物理问题实质都是通过若干模型有机组合起来的，因此理解和掌握好模型思想和各种物理模型是迅速求解物理题的关键,专题八 要点热点探究探究点二模型思想在力学综合题中,专题八,要点热点探究,例,2 2011,重庆卷,如图,2,8,3,所示，静置于水平地面的三辆手推车沿一直线排列，质量均为,m,.,人在极短时间内给第一辆车一水平冲量使其运动，当车运动了距离,L,时与第二车相碰，两车以共同速度继续运动了距离,L,时与第三车相碰，三车以共同速度又运动了距离,L,时停止车运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的,k,倍，重力加速度为,g,，若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用，碰撞时间很短，忽略空气阻力，求：,(1),整个过程中摩擦阻力所做的总功；,(2),人给第一辆车水平冲量的大小；,(3),第一次与第二次碰撞系统动能损失之比,专题八 要点热点探究例2 2011重庆卷 如图2,专题八,要点热点探究,专题八 要点热点探究,专题八,要点热点探究,【点拨】,(1),摩擦力做功的决定因素是什么？三个阶段摩擦力做功相同吗？,(2),为求人对第一辆车的水平冲量，需要知道哪些条件？,(3),通过什么途径计算碰撞过程中的能量损失？,专题八 要点热点探究【点拨】(1)摩擦力做功的决定因素,专题八,要点热点探究,例,2,(1),6kmgL,(2)2m,【解析】,(1),设运动过程中摩擦阻力做的总功为,W,，则,W,kmgL,2,kmgL,3,kmgL,6,kmgL,(2),设第一车初速度为,u,0,，第一次碰前速度为,v,1,，碰后共同速度为,u,1,；第二次碰前速度为,v,2,，碰后共同速度为,u,2,；人给第一车的水平冲量大小为,I,.,专题八 要点热点探究例2(1)6kmgL(2)2m,专题八,要点热点探究,m,v,1,2,mu,1,2,m,v,2,3,mu,2,得：,I,mu,0,0,2,m,(3),设两次碰撞中系统动能损失分别为,E,k1,和,E,k2,.,由,E,k1,kmgL,E,k2,kmgL,得：,专题八 要点热点探究mv12mu1,专题八,要点热点探究,【点评】本题主要涉及碰撞模型和匀减速直线运动模型，通过两次碰撞过程和三次匀减速直线运动过程为我们展现了一个超市整理推车的场景，贴近生活实际模型思想渗透于高中物理绝大部分问题之中，需要我们在日常生活中认真体会,专题八 要点热点探究【点评】本题主要涉及碰撞模型和匀减,专题八,要点热点探究,变式题,2010,全国卷,小球,A,和,B,的质量分别为,m,A,和,m,B,且,m,A,m,B,.,在某高度处将,A,和,B,先后从静止释放小球,A,与水平地面碰撞后向上弹回，在释放处的下方与释放处距离为,H,的地方恰好与正在下落的小球,B,发生正碰，设所有碰撞都是弹性的，碰撞时间极短求小球,A,、,B,碰撞后,B,上升的最大高度,专题八 要点热点探究变式题 2010全国卷,专题八,要点热点探究,例
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