高三物理力学综合训练课件（共8套）力学综合（上）.ppt

力学综合 含动量 复习精要一 三个观念及其概要1 动力学观念2 动量的观念3 能量的观念二 选择解题方法三 解题步骤gk007 2008年高考理综天津卷24gk008 2008年高考理综重庆卷24gk006 2008年高考物理广东卷20gk003 2008年高考理综北京卷20gk003 2008年高考理综北京卷24 力学综合 含动量 复习精要 力学知识 方法的综合应用是高中物理力学部分的重点和难点 也是高考的热点问题 对涉及到的重要概念 如力 速度 功 动能 势能 冲量 动量等要正确理解 弄清其区别 找出其联系 对涉及到的重要规律 如牛顿运动定律 动能定理和动量定理 机械能守恒定律和动量守恒定律等 也要正确理解 弄清它们各自的适用范围以及应用这些规律解题的基本步骤 一 三个观念及其概要 力学规律的综合应用是指运用三个观念解题 动力学观念 包括牛顿定律和运动规律 动量的观念 包括动量定理ft p和动量守恒定律m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 能量的观念 包括动能定理w总 ek和能量守恒定律e初 e末 1 动力学观念 力的瞬时作用效应 力的瞬时作用效应是改变物体的速度 使物体产生加速度 牛顿第二定律f ma表示力和加速度之间的关系 若已知物体的受力情况 由牛顿第二定律求出加速度 再由运动学公式就可以知道物体的运动情况 若已知物体的运动情况 知道了加速度 由牛顿第二定律可以求出未知的力 做匀速圆周运动物体所受的合外力是向心力 向心力跟向心加速度的关系也同样遵从牛顿第二定律 2 动量的观念 力的时间积累效应 力的时间积累效应是改变物体的动量 动量定理i p表示合外力的冲量和物体动量变化之间的关系 在确定了研究对象 系统 后 系统内各物体间的相互作用的内力总是成对出现的 且在任意一段时间内的总冲量一定为零 所以系统的内力只能改变系统内某一物体的动量 不改变系统的总动量 动量定理适用于某个物体 也适用于由若干物体组成的系统 在系统所受合外力为零的条件下 该系统的总动量守恒 3 能量的观念 力的空间积累效应 力的空间积累效应是改变物体的动能 动能定理w ek表示合外力做功和物体动能变化之间的关系 与冲量不同的是 即使合外力对系统不做功 但系统内一对内力在同一时间内的位移可能不相等 因此其做的总功可能不是零 从而改变系统的总动能 因此在一般情况下 动能定理只能用于单个的物体而不能用于由若干物体组成的系统 如果对某个系统而言只有重力和弹力做功 那么系统中就只有动能和势能相互转化 其总和保持不变 机械能守恒 二 选择解题方法 对单个物体的讨论 宜用两大定理 涉及时间 或研究力的瞬时作用 优先考虑动量定理 涉及位移及功优先考虑动能定理 对多个物体组成的系统讨论 则优先考虑两大守恒定律 涉及物理量是瞬时对应关系或加速度的力学问题常用牛顿运动定律 必要时再用运动学公式 动量与能量的两个定理和两个守恒定律 只研究一个物理过程的始末两个状态 对中间过程不予以细究 特别是变力问题 就显示出其优越性 分析综合类问题时 应首先建立清晰的物理图景 抽象出物理模型 选择物理规律 建立方程进行求解 三 解题步骤 正确确定研究对象 特别是对多个物体组成的系统 要明确研究对象是某一隔离体还是整体组成的系统 正确分析物体的受力情况和运动情况 画出力的示意图 必要时还应画出运动过程的示意图 根据上述情况确定选用什么规律 并列方程求解 最后分析总结 看结果是否合理 如选用能量守恒定律 则要分清有多少种形式的能在转化 如用动量定理和动量守恒定律 则应注意矢量性 解题时先选取正方向 已知量跟选取的正方向相同的量为正 跟选取的正方向相反的量为负 求出的未知量为正 则跟选取的正方向相同 求出的未知量为负 则跟选取的正方向相反 gk007 2008年高考理综天津卷24 24 18分 光滑水平面上放着质量ma 1kg的物块a与质量mb 2kg的物块b a与b均可视为质点 a靠在竖直墙壁上 a b间夹一个被压缩的轻弹簧 弹簧与a b均不拴接 用手挡住b不动 此时弹簧弹性势能ep 49j 在a b间系一轻质细绳 细绳长度大于弹簧的自然长度 如图所示 放手后b向右运动 绳在短暂时间内被拉断 之后b冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道 其半径r 0 5m b恰能到达最高点c 取g 10m s2 求 1 绳拉断后瞬间b的速度vb的大小 2 绳拉断过程绳对b的冲量i的大小 3 绳拉断过程绳对a所做的功w 解 1 设b在绳被拉断后瞬间的速度为vb 到达c点时的速度为vc 有 代入数据得 2 设弹簧恢复到自然长度时b的速度为v1 取水平向右为正方向 有 代入数据得 其大小为4n s 3 设绳断后a的速度为va 取水平向右为正方向 有 代入数据得w 8j 题目 gk008 2008年高考理综重庆卷24 24 19分 图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒 筒中有一劲度为k的轻弹簧 其下端固定 上端连接一质量为m的薄滑块 圆筒内壁涂有一层新型智能材料 er流体 它对滑块的阻力可调 起初 滑块静止 er流体对其阻力为0 弹簧的长度为l 现有一质量也为m的物体从距地面2l处自由落下 与滑块碰撞后粘在一起向下运动 为保证滑块做匀减速运动 且下移距离为2mg k时速度减为0 er流体对滑块的阻力须随滑块下移而变 试求 忽略空气阻力 下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能 滑块向下运动过程中加速度的大小 滑块下移距离d时er流体对滑块阻力的大小 解 设物体下落末速度为v0 由机械能守恒定律 解得 设碰后共同速度为v1 由动量守恒定律 2mv1 mv0 解得 碰撞过程中系统损失的机械能为 设加速度大小为a 有 得 设弹簧弹力为fn er流体对滑块的阻力为fer 受力分析如图所示 解得 题目 gk006 2008年高考物理广东卷20 20 17分 如图所示 固定的凹槽水平表面光滑 其内放置u形滑板n 滑板两端为半径r 0 45m的1 4圆弧面 a和d分别是圆弧的端点 bc段表面粗糙 其余段表面光滑 小滑块p1和p2的质量均为m 滑板的质量m 4m p1和p2与bc面的动摩擦因数分别为 1 0 10和 2 0 40 最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力 开始时滑板紧靠槽的左端 p2静止在粗糙面的b点 p1以v0 4 0m s的初速度从a点沿弧面自由滑下 与p2发生弹性碰撞后 p1处在粗糙面b点上 当p2滑到c点时 滑板恰好与槽的右端碰撞并与槽牢固粘连 p2继续滑动 到达d点时速度为零 p1与p2视为质点 取g 10m s2 问 p2在bc段向右滑动时 滑板的加速度为多大 bc长度为多少 n p1和p2最终静止后 p1与p2间的距离为多少 解 1 p1滑到最低点速度为v1 由机械能守恒定律有 解得 p1 p2碰撞 满足动量守恒 机械能守恒定律 设碰后速度分别为 解得 题目 p2向右滑动时 假设p1保持不动 对p2有 向左 对p1 m有 此时对p1有 所以假设成立 题目 第2页 2 p2滑到c点速度为 p1 p2碰撞到p2滑到c点时 设p1 m速度为v 由动量守恒定律 解得 对p1 p2 m为系统 代入数值得 滑板碰后 p1向右滑行距离 p2向左滑行距离 所以p1 p2静止后距离 题目 第2页 第3页 gk003 2008年高考理综北京卷20 20 有一些问题你可能不会求解 但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断 例如从解的物理量单位 解随某些已知量变化的趋势 解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析 并与预期结果 实验结论等进行比较 从而判断解的合理性或正确性 举例如下 如图所示 质量为m 倾角为 的滑块a放于水平地面上 把质量为m的滑块b放在a的斜面上 忽略一切摩擦 有人求得b相对地面的加速度 式中g为重力加速度 对于上述解 某同学首先分析了等号右侧量的单位 没发现问题 他进一步利用特殊条件对该解做了如下四项分析和判断 所得结论都是 解可能是对的 但是 其中有一项是错误的 请你指出该项 a 当 0时 该解给出a 0 这符合常识 说明该解可能是对的b 当 90时 该解给出a g 这符合实验结论 说明该解可能是对的c 当m m时 该解给出a gsin 这符合预期的结果 说明该解可能是对的d 当m m时 该解给出 这符合预期的结果 说明该解可能是对的 d 解见下页 当时 a 0 公式结果符合物理事实 说明公式所表达的解是可能的 故a说法正确 当时 物理图景变成滑块b放在滑块a的水平支撑面上 显然滑块b的加速度a 0 由公式 具体解析如下 解析 题目 相对于滑块b 滑块a运动状态的改变可忽略不计 物理图景变成滑块b在光滑斜面上释放 这时 当时 物理图景变成滑块b紧贴竖直光滑平面释放 显然滑块b做自由落体运动 加速度a g 当时 a g 公式结果符合物理事实 说明公式所表达的解是可能的 故b说法正确 当m m时 由滑块a b所组成的系统水平方向动量守恒有 公式结果符合物理事实 说明公式所表达的解是可能的 故c说法正确 由公式 当m m时 由公式 题目 第2页 越大a越小 公式结果不符合物理事实 故d说法错误 因为要求挑出错误选项 故选d 当m m时 由公式 当m m时 由滑块a b所组成的系统水平方向动量守恒有 相对于滑块a 滑块b水平方向运动状态的改变很小 且 越大 物理图景越接近滑块b自由落体 a越接近g 题目 第2页 第3页 gk003 2008年高考理综北京卷24 24 20分 有两个完全相同的小滑块a和b a沿光滑水平面以速度v0与静止在平面边缘o点的b发生正碰 碰撞中无机械能损失 碰后b运动的轨迹为od曲线 如图所示 1 已知滑块质量为m 碰撞时间为 t 求碰撞过程中a对b平均冲力的大小 2 为了研究物体从光滑抛物线轨道顶端无初速下滑的运动 特制做一个与b平抛轨道完全相同的光滑轨道 并将该轨道固定在与od曲线重合的位置 让a沿该轨道无初速下滑 经分析 a下滑过程中不会脱离轨道 a 分析a沿轨道下滑到任意一点的动量pa与b平抛经过该点的动量pb的大小关系 b 在od曲线上有一m点 o和m两点连线与竖直方向的夹角为45 求a通过m点时的水平分速度和竖直分速度 解 1 滑块a与b碰撞无机械能损失 故满足动量守恒和动能守恒 由 解得va 0 vb v0 在碰撞过程中对b应用动量定理有 解得 题目 2 a 设任意点到o点竖直高度差为d a b由o点分别运动至该点过程中 只有重力做功 所以机械能守恒 选该任意点为势能零点 有 由于 有 即 a下滑到任意一点的动量总和是小于b平抛经过该点的动量 题目