2027届新高考物理热点精准复习利用动量和能量观点解答五大模型

2027届新高考物理热点精准复习利用动量和能量观点解答五大模型1“子弹打木块”模型与“滑块—木板”模型(能力考点·深度研析)1．“子弹打木块”模型(1)模型图例(2)解题策略①应用系统的动量守恒。②在涉及滑块或平板的时间时，优先考虑用动量定理。③在涉及滑块或平板的对地位移时，优先考虑用动能定理。2．“滑块一木板”模型(1)两种类型模型图例如图甲所示，木板A的上表面粗糙，滑块B以速度v0滑到静止在光滑水平面上的木板A上：①如果木板足够长，A、B最终相对静止，具有共同速度；②如果木板长度较小，B可能滑出A的右端。还有一种情景如图乙所示。(2)研究A、B用动能定理，研究A、B系统用能量守恒定律。列方程时，类似于“子弹打木块”模型。►考向1

“子弹打木块”模型(多选)水平飞行的子弹打穿固定在水平面上的木块，经历时间为t1，子弹损失的动能为ΔEk1损，系统机械能的损失为E1损，穿透后系统的总动量为p1；同样的子弹以同样的速度打穿放在光滑水平面上的同样的木块，经历时间为t2，子弹损失的动能为ΔEk2损，系统机械能的损失为E2损，穿透后系统的总动量为p2。设木块给子弹的阻力为恒力且上述两种情况下该阻力大小相等，则下列结论正确的是(

)A．t2>t1 B．ΔEk2损>ΔEk1损C．E2损>E1损 D．p2>p1ABDΔEk1损，故B正确；两次打穿木块过程中，子弹受到的平均阻力相等，系统摩擦产生的热量Q＝Ffd，其中Ff为阻力，d为子弹相对于木块的位移大小，由于两次子弹相对于木块的位移大小都是木块的长度，所以系统机械能的损失相等，即E2损＝E1损，故C错误；p1小于子弹的初动量，第二次子弹穿透木块的过程，系统的动量守恒，则p2等于子弹的初动量，所以p2>p1，故D正确。►考向2

“滑块—木板”模型

如图，光滑水平面上有两个等高的滑板A和B，质量分别为1kg和2kg，A右端和B左端分别放置物块C、D，物块质量均为1kg，A和C以相同速度v0＝10m/s向右运动，B和D以相同速度kv0向左运动，在某时刻发生碰撞，作用时间极短，碰撞后C与D粘在一起形成一个新滑块，A与B粘在一起形成一个新滑板，物块与滑板之间的动摩擦因数均为μ＝0.1。重力加速度大小取g＝10m/s2。(1)若0<k<0.5，求碰撞后瞬间新物块和新滑板各自速度的大小和方向；(2)若k＝0.5，从碰撞后到新滑块与新滑板相对静止时，求两者相对位移的大小。[解析]

(1)物块C、D碰撞过程中满足动量守恒，设碰撞后物块C、D形成的新物块的速度为v物，C、D的质量均为m＝1kg，以向右方向为正方向，则有mv0－m·kv0＝(m＋m)v物可知碰撞后滑块C、D形成的新滑块的速度大小为5(1－k)m/s，方向向右。滑板A、B碰撞过程中满足动量守恒，设碰撞后滑板A、B形成的新滑板的速度为v滑，滑板A和B质量分别为1kg和2kg，则由Mv0－2M·kv0＝(M＋2M)v滑则新滑板速度方向也向右。(2)若k＝0.5，可知碰后瞬间物块C、D形成的新物块的速度为v物′＝5(1－k)m/s＝5×(1－0.5)m/s＝2.5m/s碰后瞬间滑板A、B形成的新滑板的速度为可知碰后新物块相对于新滑板向右运动，新物块向右做匀减速运动，新滑板向右做匀加速运动，设新物块的质量为m′＝2kg，新滑板的质量为M′＝3kg，相对静止时的共同速度为v共，根据动量守恒可得m′v物′＝(m′＋M′)v共解得v共＝1m/s根据能量守恒可得解得x相＝1.875m。2“滑块—弹簧”碰撞模型(能力考点·深度研析)1．模型图例2．解题策略(1)应用系统的动量守恒。(2)应用系统的机械能守恒。(3)临界条件1：两滑块共速时，弹簧的弹性势能最大。(4)临界条件2：从A开始压缩弹簧到弹簧恢复原长时，B的速度最大，此过程类似弹性碰撞，可直接利用结论：(多选)如图所示，质量均为m的三个物块静置于光滑水平面上，A、B之间用一根轻弹簧拴接，初始时弹簧处于压缩状态，用一根轻质细线拴接。现烧断A、B间的细线，弹簧恢复原长瞬间A的初速度为v，此时B与C发生碰撞并粘合在一起，碰撞时间极短，则B、C碰撞后()B．三个物块在水平面上做简谐运动C．当弹簧再次恢复到原长时，B、C速度为vD．以A、B、C及弹簧为系统，动量守恒、机械能守恒ABD3“滑块—斜面”碰撞模型(能力考点·深度研析)1．模型图例2．解题策略(1)应用系统在水平方向的动量守恒。(2)应用系统的能量守恒。(3)临界条件1：滑块沿斜(弧)面上升到最高点时，滑块与斜面共速。(4)临界条件2：从滑块滑上斜(弧)面到分离时，斜(弧)面的速度最大，此过程类似弹性碰撞，可直接利用结论：(多选)如图所示为一足够长的光滑水平面，右侧挡板C与轻质弹簧一端相连，接触面均光滑的三角形斜劈A静止放在水平面上，另一可视为质点的小球B从斜劈顶端距地面高h处由静止释放，小球B下滑与弹簧作用后反向弹回，已知mA＝3m，mB＝m，下列说法正确的有()A．小球B离开斜劈时，两者水平位移xA＝3xBB．小球B下滑过程中，支持力对小球做功BC(能力考点·深度研析)1．模型图例4“滑块—摆球”模型2．解题策略(1)在水平方向系统动量守恒，但竖直方向动量不守恒。(2)小球和滑块组成的系统机械能守恒。(3)临界条件：小球和滑块共速时，小球运动到最高点。(2)只要轻绳与杆的右端之间的夹角为锐角，轻绳拉力对滑块做正功，滑块就会加速，所以当轻绳再次竖直且木块向左摆动时滑块速度最大，设此时滑块速度为vm，小球和木块速度为v