第七章++第5讲　小专题+动力学、能量和动量观点的综合应用++课件+2027年高考物理一轮专题复习（人教版）

第5讲小专题:动力学、能量和动量观点的综合应用【学习目标】1.理解动力学、能量和动量三大观点的内在联系与适用条件,建立解决复杂力学问题的综合思维框架。2.掌握根据问题特征灵活选择最优解题视角的方法,培养多角度分析、交叉验证的科学推理能力。3.结合桥梁减震设计、航天器变轨等工程案例,认识多物理观点综合应用在解决实际问题中的关键作用,强化科学建模意识。考点一动量观点与动力学观点的综合应用动量与牛顿运动定律的选用原则(1)涉及加速度的问题,宜选用牛顿运动定律或运动学公式。(2)涉及某段时间的运动状态变化,一般选用动量定理。(3)涉及物体系统,且它们之间有相互作用,一般选用动量守恒定律,但需注意是否满足守恒的条件。(4)涉及碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象时,一般作用时间都极短,即使系统所受合力不为0,也可以用动量守恒定律去解决。[例1]【动量观点与动力学观点的综合应用】

(2025·甘肃模拟)如图所示,倾角θ=37°的传送带以v=2.5

m/s的速度逆时针转动。将一质量M=0.99

kg

的木块无初速度放在传送带的底端A点时,一质量m=10

g的子弹立即以沿传送带向上的速度v0=1×103

m/s击中木块且未穿出,子弹与木块相对运动的时间极短。若传送带足够长且速度不变,木块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度大小g取10

m/s2。(1)求子弹与木块相对运动的过程中产生的内能Q;【答案】

(1)4

950

J(2)求木块(含子弹)在传送带上的运动时间t;【答案】

(2)2.5

s(3)每当木块的速度刚减为0时,另一颗完全相同的子弹就靠近木块以相同的速度击中木块一次,不计子弹占据木块的空间,求子弹第n次击中木块后木块向上减速到0的时间tn。考点二动量与能量观点的综合应用动量与能量观点的选用原则在应用动量观点和功能关系解题时,往往涉及位移的求解时应用动能定理,涉及时间的求解时应用动量定理,涉及滑动摩擦力做功时一般应用能量守恒定律列式求解。[例2]【动量与能量观点的综合应用】

(2025·山东卷,17)如图所示,内有弯曲光滑轨道的方形物体置于光滑水平面上,P、Q分别为轨道的两个端点且位于同一高度,P处轨道的切线沿水平方向,Q处轨道的切线沿竖直方向。小物块a、b用轻弹簧连接置于光滑水平面上,b被锁定。一质量m=kg的小球自Q点正上方

h=2

m处自由下落,无能量损失地滑入轨道,并从P点水平抛出,恰好击中a,与a粘在一起且不弹起。(1)小球到达P点时,小球及方形物体相对于地面的速度大小v1、v2;(2)弹簧弹性势能最大时,b的速度大小vb及弹性势能的最大值Epm。【解析】(2)小球击中物块a并与其粘在一起过程中,小球竖直方向速度变为0,小球和物块a水平方向上动量守恒,则有mv1=(m+ma)v3,解得v3=2

m/s;考点三力学三大观点的综合应用三大观点优选策略(1)在研究物体受力的瞬时作用与物体运动的关系时,或者物体受到恒力作用做匀变速直线运动时,优先选用牛顿第二定律和运动学规律解决问题。(2)研究某一物体受到力的持续作用运动状态发生改变时,如果涉及时间的问题,或作用时间极短的冲击作用,优先选用动量定理解决问题。(3)研究某一物体受到力的持续作用运动状态发生改变时,如果涉及位移且不涉及加速度、时间等问题,优先选用动能定理解决问题。(4)如果系统中只有重力或弹簧弹力做功,而又不涉及加速度和时间,优先选用机械能守恒定律解决问题。(5)若研究的对象为一物体系统,且它们之间有相互作用,如果所研究的问题满足动量守恒或机械能守恒的条件,则优先选用动量守恒定律和机械能守恒定律解决问题。(6)在涉及相对位移问题时,优先考虑能量守恒定律,系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量,即转变为系统内能的量。(7)在涉及碰撞、爆炸、反冲、打击、绳绷紧等物理现象时,注意这些过程一般均隐含有系统机械能与其他形式能量之间的转化。由于这类问题中作用时间都极短,则优先选用动量守恒定律及能量守恒定律解决问题。[例3]【力学三大观点的综合应用】

(2024·黑吉辽卷,14)如图,高度h=0.8

m的水平桌面上放置两个相同物块A、B,质量mA=mB=0.1

kg。A、B间夹一压缩量Δx=0.1

m的轻弹簧,弹簧与A、B不拴接。同时由静止释放A、B,弹簧恢复原长时A恰好从桌面左端沿水平方向飞出,水平射程xA=0.4

m;B脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离xB=0.25

m后停止。A、B均视为质点,重力加速度g取10

m/s2。求:(1)脱离弹簧时A、B的速度大小vA和vB;【答