物理届高三备考方略力学规律的选用市公开课一等奖百校联赛特等奖课件

高三物理备考方略力学规律选取第1页力学规律选取本专题主要复习力学规律选取。处理力学问题有三个基本规律可供选取：1、力观点，利用牛顿运动定律F=ma解题。2、动量观点，利用动量定理和动量守恒定律解题。3、能量观点，利用动能定理和机械能守恒定律解题。第2页例题一质量为M物体从高出地面H处静止落下，不计空气阻力，落入砂坑陷入深度为L。问物体在砂坑中受到平均阻力是多少？研究对象：适用规律：过程分析：状态选取：建立方程：质量为M物体动能定理先自由落体后减速运动释放时为初态,停在砂坑中为终态WG+W阻=0-0Mg(H+L)-fL=0f=Mg(H+L)/L第3页例题二如图所表示质量为m重锤从高为H处自由下落，打在质量为M木桩上，重锤与木桩一起下沉距离为S。求木桩在下沉过程中受到平均阻力。

第4页思绪点拨研究对象：重锤过程分析：自由落下(第一个过程)选取规律：机械能守恒选取状态：静止下落为初态，刚接触木桩是终态。建立方程：mv12/2=mgHv1=过程分析：(第二个过程）碰撞研究对象：重锤与木桩选取规律：动量守恒选取状态：碰撞前后建立方程：mv1=（m+M）v2v2=mv1/（m+M）第5页分析第三个过程研究对象：重锤与木桩适用规律：动能定理过程分析：重力做正功，阻力做负功。状态选取：碰撞刚结束是初态下沉S为终态。建立方程：（m+M）gS-fS=0-（m+M）v22/2f=(m+M)g+问题：上述三个过程能否合并为一个过程用动能定理求解？为何？第6页例题三绳长1m，能承受最大拉力为14N，绳上端固定，下端系着质量为1kg小球，要把绳拉断，在最低点最少应给小球以多大冲量？研究对象：小球适用规律：牛顿运动定律。状态选取：最低点。建立方程：N-mg=mv2/L14-10=v2/1v=2m/sI=mv=2kgm/s第7页例题四如图所表示，A、B两物体质量之比为mA:mB=3:2，原来静止在平板车C上，A、B间有一根被压缩了弹簧，A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑，当弹簧突然释放后，则有：A.A、B系统动量守恒B.A、B、C系统动量守恒C.小车向左运动D.小车向右运动

第8页思绪点拨整体分析：A、B、C系统动量守恒。（总动量等于零）分析A与B：fa:fb=3:2，fa向右，fb向左，二者协力向右。外力对A与B系统冲量向右，A与B系统动量向右，所以C动量向左。第9页例题五气球质量为200kg，载有质量为50kg人，静止在空中距地面20m高处，气球下悬一根质量可忽略不计绳子，此人想从气球上沿绳滑到地面，则此绳最少应多长？第10页思绪点拨研究对象：适用规律：过程分析：状态选取：建立方程：人与气球动量守恒，因合外力等于零只考虑初终两状态，无须考虑过程。静止时为初态，着地时为终态。M人V人=M球V球两边乘Δt得:(Δt极小）M人V人Δt

=M球V球Δt……把全部方程相加得M人S人=M球S球绳长L=S人+S球=20+5=25m由图可知第11页例题六在水平地面上平铺n块砖，每块砖质量为m，厚度为h，如图所表示，现将这些砖一块一块全部叠放起来，问最少要做多少功？

第12页思绪点拨研究对象：全部砖块。适用规律：功效关系。过程分析：外力做功使砖块势能增加。状态选取：平铺时是初态，叠放后是终态。建立方程：W外=Ep2-Ep1=nmgnh/2-nmgh/2=nmgh(n-1)/2第13页思绪拓展把一个质量为M边长为L正方体翻倒最少要做多少功？分析：把正方体翻倒时它重心必升高。有两种方式可把正方体翻倒，一个是绕底边翻倒，另一个是绕底面一个顶点翻倒。哪一个翻倒方式做功少呢？原重心高度为L/2，翻倒过程重心最大高度为假如绕一个顶点翻倒重心最大高度为外力最少做功W=MgL第14页例题七如图所表示均匀铁链全长为L，桌面边缘下垂部分长为L1，其余部分静止在光滑水平桌面上。现释放铁链，问：当铁链刚滑离桌面时它速度是多大？

第15页思绪点拨研究对象：整个铁链。适用规律：机械能守恒。过程分析：只要选取初、终两状态，与中间过程无关。状态选取：开始下滑时初态，滑离桌面时是终态。建立方程：Ep1+0=Ep2+Ek2以何处为零势能？Ep1=-M1gL1/2,Ep2=-MgL/2Ek2=MgL/2-M1gL1/2MgV2/2=(ML-M1L1)g/2M1L1=ML21/LV=第16页例题八游乐场中过山车由许多节完全相同车厢组成，列车先沿光滑水平轨道行驶，然后滑上固定在竖直平面内半径为R光滑园形轨道，以下列图所表示。若列车全长为L，（L＞2πR），R远大于每节车箱长度和高度。则列车行驶到园形轨道时速度最少多大才能使整个列车安全经过园轨道？

第17页思绪点拨研究对象：先研究整体，后研究最高点车厢。适用规律：先机械能守恒，后用牛顿定律。过程分析：最高点车厢重力作为向心力。状态选取：车在水平面上是初态园轨道中充满车厢时是终态。建立方程：最高点车厢mg=mv2/Rv=

应注意到各车厢速度均为机械能守恒：MV02/2=Mv2/2+Ep2，Ep2怎么求？M2=(M/L)2πR,重心高度h=R,Ep2=(M/L)2πR2gMV02/2=MgR/2+(M/L)2πR2g

V0=第18页例题九如图所表示长木板放在光滑水平面上，木板长为L=3m，质量M=3kg，在木板右端放有一质量m=2kg、大小可忽略物块。对木板施加一大小为12N水平恒力F，使物块和木板从静止开始运动，已知物块与板间动摩擦力为3N，求物块运动多长时间恰好滑到板左端？在此时间内恒力F做多少功？

第19页思绪点拨研究对象：隔离分析M和m。适用规律：牛顿运动定律。过程分析：M和m均作匀变速运动。状态选取：静止时为初态m滑到M左端时为终态。建立方程：对ma1=1.5m/s2,s1=1.5t2/2对Ma2=3m/s2S2=3t2/2,由图知：s2=s1+L,t=2s.WF=Fs2=72j第20页例题十某物体以初动能从倾角为θ=37°斜面底端A点沿斜面上滑，经过B点到C点时动能为零。从C点下滑到AB中点D时，动能与上滑经过B点时动能相等，如图示。已知AB=S，物体与斜面间动摩擦因数为μ=0.5，求BC长。

第21页思绪点拨研究对象：物体。适用规律：动能定理。过程分析：重力与摩擦力做功。建立方程：从A到C-fs1-mgs1sin37°=0-mv20/2,f=0.4mg,2gs1=v02从A到B，-fs-0.6mgs=mvb2/2-mv02/2mvb2/2=mg(s1-s)=mgbc从C到D，（0.6mg-f)(bc+s/2)=mvb2/2-0=mg(s1-s)0.2mg(bc+s/2)=mgbc,bc=s/8第22页练习一质量m=1kg物体，以V0=22m/s初速度竖直向上抛出，上升最大高度是20m,若运动过程中空气阻力保持不变，请用动能定理计算：（1）空气阻力

（2）落回起抛点时速度。(g=10m/s2)

第23页解答上升过程，-（mg+f）S=0-mV02/2f=2.1N下落过程，（mg-f）=mV2/2-0V=17.8m/s第24页练习二右图示冲击摆质量是2.8kg，摆长为L=0.4m，弹丸质量=200g，弹丸水平打入摆中没穿出，摆恰在竖直平面内作园周运动。求：（1）弹丸打入摆时速度

（2）系统损失机械能。

第25页解答最高点重力作为向心力，V=2m/s动量守恒mV0=(M+m)V1机械能守恒第26页练习三

下列图所表示，质量为m=0.4kg木块以2m/s速度水平地滑上静止在光滑水平地面上小车,车质量为M=1.6kg,木块与小车间动摩擦因数μ=0.2,当木块与小车相对静止时,小车和木块所组成系统损失机械能是多少?小车和木块相互作用时间是多少?第27页解答动量守恒MV0=(M=m)V1,V1=0.4m/sE损=mv02/2-(M+m)V12/2=0.64Jf=μmg=0.8N,a=0.5m/s2V=at,t=0.8s

第28页练习四一水平光滑轨道连接一个半园形光滑轨道,轨道半径R=0.50m,小球m以15m/s速度与静止在半园形轨道下端球M作对心碰撞后以5m/s速度反弹回来.(1)

要使M碰撞后恰能沿半园轨道运动到最高点,求两球质量之比m:M=?

（2）在上述条件下,球M落回到水平面上位置到半园形轨道下端距离是多少?第29页解答动量守恒，m×15=m×(-5)+MV1MV1=20m机械能守恒MV12/2=Mg×2R+MV高2/2，V1=5m/s5M=20m,m/M=1/4M作平抛运动，X=V高t第30页练习五图示木板A长为L，质量为M，A静止在光滑水平面上，有一质量为m小木块B以水平面速度V0滑入木板A左端。A与B之间动摩擦因数为μ，B可视为质点，问：（1）A和B加速度各是多少？（2）假如最终B恰好抵达A右端不落下，则V0大小是多少？

第31页解答aB=μgμmg=MaA,aA=μmg/MmV0=(M+m)VE损=mV02/2-(M+m)V2/2=MmV02/2(M+m)E损=μmgL相对，L相对=L第32页练习六如图所表示，质量是2.0kg小车放在光滑水平面上，在小车右端放一质量为1.0kg小物块，物块与小车间动摩擦因数为0.5，物块与小车同时分别受到水平向左F1=6.0N拉力和水平向右拉力F2=9.0N，经0.4s同时撤去两力，为使物块不从小车上滑下，求小车最少有多长？

第33页解答a1=1m/s2,S1=a1t2/2=0.08m,V1=0.4m/s.a2=2m/s2,S2=a2t2/2=0.16m,V2=0.8m/s.撤去外力后动量守恒MV2-mV1=(M+m)V,V=0.4m/s(向右)E损=mv12/2+MV22/2-(M+m)V2/2=0.48JE损=μmgS相对S相对=0.096mL=S1+S2+S相对=0.336m第34页练习七如图所表示，质量为M长为L木板放在倾角为θ光滑斜面上，（1）为使木板静止在斜面上，质量为m人应在木板上以多大加速度跑动？方向怎样？（设脚与木板间不打滑）（2）为使人与斜面保持相对静止，人在木板上跑动时木板加速度是多大？

第35页解答（1）先研究木板Mgsinθ=f人对板再研究人mgsinθ+f板对人=ma,a=(M+m)gsinθ/m（2）先研究人mgsinθ=f板对人

再研究板Mgsinθ+f人对板=Ma2a2=(M+m)gsinθ/M,方向沿斜面向下第36页练习八如图所表示，甲乙两小孩各乘一辆冰车在山坡前水平冰道上游戏。甲和他冰车总质量m1=40kg，从山坡上自由下滑到水平面冰道上时速度v1=3m/s，乙和他冰车总质量m2=60kg。乙以大小为v2=0.5m/s速度迎着甲滑来，与甲相碰，不计一切摩擦，小车也不直接接触。问：相碰时甲对乙施加推力做功在什么范围内，才能使两小车分开而且以后在原直线上运动时甲、乙两人不再相碰。（山坡与水平冰道连接处为园弧,且乙不推车）

第37页解答动量守恒（向右为正）40×3-60×0.5