资源描述
第三节研究动力学问题的三第三节研究动力学问题的三个基本观点个基本观点本节目录本节目录基础梳理基础梳理自学导引自学导引要点透析要点透析直击高考直击高考考点探究考点探究讲练互动讲练互动知能演练知能演练轻巧夺冠轻巧夺冠技法提炼技法提炼思维升华思维升华基础梳理基础梳理自学导引自学导引一、动力学的知识体系一、动力学的知识体系动力学研究的是物体的动力学研究的是物体的_情况与情况与_情况的关系情况的关系.以以三条线索三条线索(包括五条重要规律包括五条重要规律)为纽带建立联系，可用下面的为纽带建立联系，可用下面的框图表示：框图表示：受力受力运动运动二、解决动力学问题的三个基本观点二、解决动力学问题的三个基本观点1力的观点力的观点_定律结合定律结合_公式，是解决力学问题的基本公式，是解决力学问题的基本思路和方法，此种方法往往求得的是思路和方法，此种方法往往求得的是_关系利用此种关系利用此种方法解题必须考虑方法解题必须考虑_的细节中学只能用于的细节中学只能用于匀变速运动匀变速运动(包括直线和曲线运动包括直线和曲线运动)，对于一般的变加速运动，对于一般的变加速运动不作要求不作要求2动量的观点动量的观点动量观点主要包括动量定理和动量观点主要包括动量定理和_定律定律牛顿运动牛顿运动运动学运动学瞬时瞬时运动状态改变运动状态改变动量守恒动量守恒3能量的观点能量的观点能量观点主要包括能量观点主要包括_定理和定理和_定律定律动量的观点和能量的观点研究的是动量的观点和能量的观点研究的是_或或_经历的过经历的过程中状态的改变，它不要求对过程细节深入研究，关心的是程中状态的改变，它不要求对过程细节深入研究，关心的是运动状态的变化，只要求知道过程的始末状态动量、动能和运动状态的变化，只要求知道过程的始末状态动量、动能和力在过程中的冲量和功，即可对问题求解力在过程中的冲量和功，即可对问题求解动能动能能量守恒能量守恒物体物体系统系统三、力学规律的选用原则三、力学规律的选用原则1如果要列出各物理量在某一时刻的关系式，可用牛顿第二如果要列出各物理量在某一时刻的关系式，可用牛顿第二定律定律2研究某一物体受到力的持续作用而发生运动状态改变时，研究某一物体受到力的持续作用而发生运动状态改变时，一般用动量定理一般用动量定理(涉及时间的问题涉及时间的问题)或动能定理或动能定理(涉及位移的问涉及位移的问题题)去解决问题去解决问题3若研究的对象为一物体系统，且它们之间有相互作用，一若研究的对象为一物体系统，且它们之间有相互作用，一般用两个守恒定律去解决问题，但须注意研究的问题是否满般用两个守恒定律去解决问题，但须注意研究的问题是否满足守恒的条件足守恒的条件4在涉及相对位移问题时优先考虑能量守恒定律，即用系在涉及相对位移问题时优先考虑能量守恒定律，即用系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量，也即转统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量，也即转变为系统内能的量变为系统内能的量5在涉及碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理过程时，必须在涉及碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理过程时，必须注意到一般这些过程中均隐含有系统机械能与其他形式能量注意到一般这些过程中均隐含有系统机械能与其他形式能量之间的转化这种问题由于作用时间都极短，故动量守恒定之间的转化这种问题由于作用时间都极短，故动量守恒定律一般能派上大用场律一般能派上大用场要点透析要点透析直击高考直击高考一、力的观点解决动力学问题一、力的观点解决动力学问题1观点内涵观点内涵牛顿运动定律结合运动学公式来分析力学问题，称之为力与运牛顿运动定律结合运动学公式来分析力学问题，称之为力与运动的观点简称力的观点动的观点简称力的观点,它是解决动力学问题的基本方法它是解决动力学问题的基本方法2适用情况适用情况主要用于分析力与加速度的瞬时对应关系，分析物体的运动情主要用于分析力与加速度的瞬时对应关系，分析物体的运动情况，主要研究匀变速直线运动、匀变速曲线运动以及圆周运动况，主要研究匀变速直线运动、匀变速曲线运动以及圆周运动中力和加速度的关系中力和加速度的关系3使用方法使用方法确定研究对象，做好受力分析和运动过程分析，以加速度为确定研究对象，做好受力分析和运动过程分析，以加速度为桥梁建立力和运动量间的关系要求必须考虑运动过程的细桥梁建立力和运动量间的关系要求必须考虑运动过程的细节，即力和加速度的瞬时对应关系节，即力和加速度的瞬时对应关系4因果关系因果关系力是产生加速度的原因，即力是速度改变的原因，或力是运力是产生加速度的原因，即力是速度改变的原因，或力是运动状态改变的原因，这是一种瞬时对应关系，也是一种矢量动状态改变的原因，这是一种瞬时对应关系，也是一种矢量关系，其规律是牛顿第二定律，关系，其规律是牛顿第二定律，Fma.二、动量观点解决动力学问题二、动量观点解决动力学问题1观点内涵观点内涵利用动量定理、动量守恒定律来分析解决动力学问题，称之利用动量定理、动量守恒定律来分析解决动力学问题，称之为动量的观点，它是从动量角度来分析问题的为动量的观点，它是从动量角度来分析问题的2适用情况适用情况常用于单个物体或物体系的受力与时间问题，题目中没有涉及常用于单个物体或物体系的受力与时间问题，题目中没有涉及加速度和位移，特别用于打击、碰撞、爆炸、反冲等一类问题加速度和位移，特别用于打击、碰撞、爆炸、反冲等一类问题时，该类问题作用时间短、作用力变化快，故常用动量定理或时，该类问题作用时间短、作用力变化快，故常用动量定理或动量守恒定律求解，该方法不用考虑过程的细节动量守恒定律求解，该方法不用考虑过程的细节3使用方法使用方法(1)对动量定理：确定研究对象，做好受力分析和过程分析，选对动量定理：确定研究对象，做好受力分析和过程分析，选取正方向，明确合外力的冲量及初末动量的大小和方向取正方向，明确合外力的冲量及初末动量的大小和方向(正、正、负负)，最后列动量定理方程求解，最后列动量定理方程求解(2)对动量守恒定律：确定研究对象对动量守恒定律：确定研究对象,做好受力分析和过程分析做好受力分析和过程分析,判断是否符合动量守恒的三种情况，选取正方向，明确初末状判断是否符合动量守恒的三种情况，选取正方向，明确初末状态动量的大小和方向态动量的大小和方向(正、负正、负),最后列动量守恒定律方程求解最后列动量守恒定律方程求解.4因果关系因果关系力对时间的累积效应力对时间的累积效应(即冲量即冲量)是物体动量改变的原因这是物体动量改变的原因这是一种过程关系，也是一种矢量关系其规律是动量定理是一种过程关系，也是一种矢量关系其规律是动量定理Ftp2p1.三、能量观点解决动力学问题三、能量观点解决动力学问题1观点内涵观点内涵利用动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律来分析动利用动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律来分析动力学问题，称之为能量的观点，它是从能量角度来分析问力学问题，称之为能量的观点，它是从能量角度来分析问题的题的2适用情况适用情况常用于单个物体或物体系的受力和位移问题常用于单个物体或物体系的受力和位移问题,题目中没有涉及题目中没有涉及加速度和时间，无论恒力做功，还是变力做功，不管直线、加速度和时间，无论恒力做功，还是变力做功，不管直线、曲线，动能定理均适用当只有动能、势能相互转化时，用曲线，动能定理均适用当只有动能、势能相互转化时，用机械能守恒定律；当有除机械能以外的其他能量存在时，用机械能守恒定律；当有除机械能以外的其他能量存在时，用能量的转化和守恒定律该观点也不用考虑细节能量的转化和守恒定律该观点也不用考虑细节3使用方法使用方法(1)对动能定理：确定研究对象，做好受力分析和过程分析，对动能定理：确定研究对象，做好受力分析和过程分析，判断哪些力做功、哪些力不做功，哪些力做正功、哪些力做判断哪些力做功、哪些力不做功，哪些力做正功、哪些力做负功确定总功及初末状态物体的动能，最后列动能定理方负功确定总功及初末状态物体的动能，最后列动能定理方程求解程求解(2)对机械能守恒定律：确定研究对象对机械能守恒定律：确定研究对象,做好受力分析和过程做好受力分析和过程分析，判断是否符合机械能守恒的适用情况和使用条件选分析，判断是否符合机械能守恒的适用情况和使用条件选取初末状态并确定初末状态机械能，最后列机械能守恒定律取初末状态并确定初末状态机械能，最后列机械能守恒定律方程求解方程求解(3)对能量的转化和守恒定律：确定研究对象，做好受力分对能量的转化和守恒定律：确定研究对象，做好受力分析和过程分析，明确有哪些力做功，做功的结果导致了什么析和过程分析，明确有哪些力做功，做功的结果导致了什么能向什么能转化，然后建立能向什么能转化，然后建立E增增E减减的关系并求解讨论的关系并求解讨论4因果关系因果关系力对空间的累积效应力对空间的累积效应(即功即功)是物体动能改变的原因，这是一是物体动能改变的原因，这是一种过程关系，也是一种标量关系其规律是动能定理种过程关系，也是一种标量关系其规律是动能定理W合合Ek2Ek1.考点探究考点探究讲练互动讲练互动例例1 考点考点1力的观点解决动力学问题力的观点解决动力学问题 地面上固定着一个倾角为地面上固定着一个倾角为37的足够长的斜面，有一的足够长的斜面，有一个物体从斜面底端以一定的初速度沿斜面向上运动，当物个物体从斜面底端以一定的初速度沿斜面向上运动，当物体返回底端时，其速率变为初速度的一半，求物体与斜面体返回底端时，其速率变为初速度的一半，求物体与斜面之间的动摩擦因数之间的动摩擦因数 【思路点拨】【思路点拨】物体在上滑过程和下滑过程中均做匀变速物体在上滑过程和下滑过程中均做匀变速直线运动，因此解答时可利用运动学公式、动量定理、动直线运动，因此解答时可利用运动学公式、动量定理、动能定理三种不同的方式列式解答能定理三种不同的方式列式解答【答案】【答案】0.45【规律总结】【规律总结】同一个力学问题，有时可以有多种解法，如在同一个力学问题，有时可以有多种解法，如在本题中，利用三大观点中的任何一个都可以解答本题遇到这本题中，利用三大观点中的任何一个都可以解答本题遇到这种情况时，我们应根据题目情景和要求选用合适的方法多数种情况时，我们应根据题目情景和要求选用合适的方法多数情况下，从能量和动量的角度解题相对简单一些情况下，从能量和动量的角度解题相对简单一些例例2考点考点2动量观点解决动力学问题动量观点解决动力学问题(2011高考大纲全国卷高考大纲全国卷)装甲车和战舰采用多层钢板比采装甲车和战舰采用多层钢板比采用同样质量的单层钢板更能抵御穿甲弹的射击通过对以下用同样质量的单层钢板更能抵御穿甲弹的射击通过对以下简化模型的计算可以粗略说明其原因简化模型的计算可以粗略说明其原因质量为质量为2m、厚度为、厚度为2d的钢板静止在水平光滑桌面上质量为的钢板静止在水平光滑桌面上质量为m的子弹以某一速度垂直射向该钢板，刚好能将钢板射穿现的子弹以某一速度垂直射向该钢板，刚好能将钢板射穿现把钢板分成厚度均为把钢板分成厚度均为d、质量均为、质量均为m的相同两块，间隔一段距的相同两块，间隔一段距离平行放置，如图所示若子弹以相同的速度垂直射向第一离平行放置，如图所示若子弹以相同的速度垂直射向第一块钢板，穿出后再射向第二块钢板，求子弹射入第二块钢板块钢板，穿出后再射向第二块钢板，求子弹射入第二块钢板的深度设子弹在钢板中受到的阻力为恒力，且两块钢板不的深度设子弹在钢板中受到的阻力为恒力，且两块钢板不会发生碰撞不计重力影响会发生碰撞不计重力影响【答案】见解析【答案】见解析例例3(1)a和和b在碰撞过程中弹簧获得的最大弹性势能；在碰撞过程中弹簧获得的最大弹性势能；(2)小滑块小滑块b经过圆形轨道的经过圆形轨道的B点时对轨道的压力；点时对轨道的压力；(3)小滑块小滑块b最终落到轨道上何处最终落到轨道上何处【名师点评】【名师点评】(1)利用能量观点解决过程复杂的问题时，要利用能量观点解决过程复杂的问题时，要做好过程分析，正确、合理地把全过程分成若干阶段，同时做好过程分析，正确、合理地把全过程分成若干阶段，同时要注意分析各阶段之间的联系要注意分析各阶段之间的联系(2)对于弹簧与物体组成的系统，在发生瞬间碰撞时，满足动对于弹簧与物体组成的系统，在发生瞬间碰撞时，满足动量守恒但往往有能量损失，但在达到共同速度一起运动时若量守恒但往往有能量损失，但在达到共同速度一起运动时若不考虑其他外力则机械能守恒不考虑其他外力则机械能守恒(3)应用动能定理、动量守恒及能量守恒时往往只涉及初、末应用动能定理、动量守恒及能量守恒时往往只涉及初、末状态，不涉及具体过程细节状态，不涉及具体过程细节技法提炼技法提炼思维升华思维升华思维建模思维建模子弹打木块模型子弹打木块模型 【范例】【范例】(14分分)一质量为一质量为M的木块放在的木块放在光滑的水平面光滑的水平面 上上,一质量为一质量为m的子弹以初速度的子弹以初速度v0水平飞来打进木块并水平飞来打进木块并留在其中留在其中,设相互作用力为设相互作用力为Ff.试求：试求：(1)子弹、木块相对静止时的速度子弹、木块相对静止时的速度v?(2)子弹、木块发生的位移子弹、木块发生的位移s1、s2以及子弹打进木块的深度以及子弹打进木块的深度l相相分分别为多少？别为多少？(3)系统系统损失的机械能损失的机械能、系统、系统增加的内能增加的内能分别为多少？分别为多少？寻规探法寻规探法批注批注：水平方向不受水平面力的作用，竖直方向，重力和：水平方向不受水平面力的作用，竖直方向，重力和支持力合力为零；支持力合力为零；批注批注：子弹、木块有共同速度，可用系统动量守恒求解；：子弹、木块有共同速度，可用系统动量守恒求解；批注批注：系统机械能的减小等于内能的增加，用能量守恒：系统机械能的减小等于内能的增加，用能量守恒思想解决思想解决【建模感悟】【建模感悟】1.子弹打木块问题的两种类型子弹打木块问题的两种类型,( (1) )木块放在光木块放在光滑的水平面上滑的水平面上.子弹射击木块，子弹受到滑动摩擦力作用而做子弹射击木块，子弹受到滑动摩擦力作用而做匀减速直线运动，木块在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运匀减速直线运动，木块在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动动.对于子弹和木块组成的系统，在水平方向上动量守恒对于子弹和木块组成的系统，在水平方向上动量守恒.( (2) )木块固定在水平面上不动木块固定在水平面上不动.子弹射击木块，子弹在滑动摩子弹射击木块，子弹在滑动摩擦力的作用下做匀减速直线运动，子弹的位移可由动能定理擦力的作用下做匀减速直线运动，子弹的位移可由动能定理进行计算进行计算.2.解题思路解题思路,两种类型中，系统两种类型中，系统( (木块和子弹木块和子弹) )中相互作用的两中相互作用的两物体间的一对摩擦力做功的总和恒为负值，部分机械能转化物体间的一对摩擦力做功的总和恒为负值，部分机械能转化为内能即为内能即QFfs( (Ff是滑动摩擦力是滑动摩擦力,s是两物体间的相对位移是两物体间的相对位移) ).因此，对于木块放在光滑水平面上的类型，系统动量守恒、因此，对于木块放在光滑水平面上的类型，系统动量守恒、能量守恒但机械能不守恒，在计算时要对子弹和木块分别利能量守恒但机械能不守恒，在计算时要对子弹和木块分别利用动能定理用动能定理.
展开阅读全文