2020版高考物理大二轮培优通用版课件:专题三 第9讲 力学三大观点的综合应用 .pptx
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1、第9讲 力学三大观点的综合应用,1,2,3,1.(2018全国卷)汽车A在水平冰雪路面上行驶。驾驶员发现其正前方停有汽车B,立即采取制动措施,但仍然撞上了汽车B。两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示,碰撞后B车向前滑动了4.5 m,A车向前滑动了2.0 m,已知A和B的质量分别为2.0103 kg和1.5103 kg,两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10,两车碰撞时间极短,在碰撞后车轮均没有滚动,重力加速度大小g取10 m/s2。求 (1)碰撞后的瞬间B车速度的大小; (2)碰撞前的瞬间A车速度的大小。,1,2,3,解析:(1)设B车的质量为mB,碰后加速度大小为aB。根据牛顿第二
2、定律有mBg=mBaB 式中是汽车与路面间的动摩擦因数。 设碰撞后瞬间B车速度的大小为vB,碰撞后滑行的距离为sB。由运动学公式有vB2=2aBsB 联立式并利用题给数据得vB=3.0 m/s (2)设A车的质量为mA,碰后加速度大小为aA。根据牛顿第二定律有mAg=mAaA 设碰撞后瞬间A车速度的大小为vA,碰撞后滑行的距离为sA。由运动学公式有vA2=2aAsA 设碰撞前的瞬间A车速度的大小为vA,两车在碰撞过程中动量守恒,有mAvA=mAvA+mBvB 联立式并利用题给数据得vA4.3 m/s 答案:(1)3.0 m/s (2)4.3 m/s,1,2,3,2.(2018全国卷)一质量为m
3、的烟花弹获得动能E后,从地面竖直升空。当烟花弹上升的速度为零时,弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分,两部分获得的动能之和也为E,且均沿竖直方向运动。爆炸时间极短,重力加速度大小为g,不计空气阻力和火药的质量。求 (1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间; (2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度。,1,2,3,1,2,3,3.(2019全国卷)竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接,小物块B静止于水平轨道的最左端,如图(a)所示。t=0时刻,小物块A在倾斜轨道上从静止开始下滑,一段时间后与B发生弹性碰撞(碰撞时间极短);当A返回到倾斜轨道上的
4、P点(图中未标出)时,速度减为0,此时对其施加一外力,使其在倾斜轨道上保持静止。物块A运动的v-t图象如图(b)所示,图中的v1和t1均为未知量。已知A的质量为m,初始时A与B的高度差为H,重力加速度大小为g,不计空气阻力。,1,2,3,(1)求物块B的质量; (2)在图(b)所描述的整个运动过程中,求物块A克服摩擦力所做的功; (3)已知两物块与轨道间的动摩擦因数均相等。在物块B停止运动后,改变物块与轨道间的动摩擦因数,然后将A从P点释放,一段时间后A刚好能与B再次碰上。求改变前后动摩擦因数的比值。,1,2,3,1,2,3,考点1,考点2,考点3,动力学观点和动量观点的综合应用 例1(201
5、9山西五校联考)如图甲所示,质量均为m=0.5 kg的相同物块P和Q(可视为质点),分别静止在水平地面上A、C两点。P在水平力F作用下由静止开始向右运动,力F与时间t的关系如图乙所示,3 s末撤去力F,此时P运动到B点,之后继续滑行并与Q发生弹性碰撞。已知B、C两点间的距离L=3.75 m,P、Q与地面间的动摩擦因数均为=0.2,g取10 m/s2,求: (1)P到达B点时的速度大小v及P与Q碰撞前瞬间的速度大小v1; (2)Q运动的时间t。,考点1,考点2,考点3,解析:(1)以向右为正方向,在03 s内,对P由动量定理有:F1t1+F2t2-mg(t1+t2)=mv-0 其中F1=2 N,
6、F2=3 N,t1=2 s,t2=1 s。解得v=8 m/s 设P在B、C两点间滑行的加速度大小为a,由牛顿第二定律有:mg=ma P在B、C两点间做匀减速直线运动,有:v2- =2aL 解得v1=7 m/s。,考点1,考点2,考点3,(2)设P与Q发生弹性碰撞后瞬间P、Q的速度大小分别为v1、v2,取向右为正方向,根据动量守恒有:mv1=mv1+mv2 解得t=3.5 s。 答案:(1)8 m/s 7 m/s (2)3.5 s,考点1,考点2,考点3,方法归纳动力学知识体系图 力学研究的是物体的受力与运动的关系,与之相对应的是能量和动量的变化,其知识体系如下。,考点1,考点2,考点3,对应训
7、练 1.(2019安徽合肥质检)如图甲所示,一质量为2 kg的物体受水平拉力F作用,在粗糙水平面上做加速直线运动,其a-t图象如图乙所示,t=0时其速度大小为v0=2 m/s,滑动摩擦力大小恒为2 N,则( ) A.t=6 s时,物体的速度为18 m/s B.在06 s内,合力对物体做的功为400 J C.在06 s内,拉力F对物体的冲量为36 Ns D.t=6 s时,拉力F的功率为200 W,考点1,考点2,考点3,解析:在a-t图象中图线与坐标轴所围面积表示速度变化量,由题图乙可知,在06 s内v=18 m/s,又v0=2 m/s,则t=6 s时的速度v=20 m/s,选项A错误;由动能定
8、理可知,06 s内,合力对物体做的功为 =396 J,选项B错误;由动量定理可知,IF-Fft=mv-mv0,代入已知条件解得IF=48 Ns,选项C错误;由牛顿第二定律可知,t=6 s时F-Ff=ma,解得F=10 N,所以拉力F的功率P=Fv=200 W,选项D正确。 答案:D,考点1,考点2,考点3,2.(2019山东青岛联考)某中学在高考前100天倒计宣誓活动中为给高三考生加油,用横幅打出激励语。如图为横幅的示意图,若横幅的质量为m,且质量分布均匀、由竖直面内的四条轻绳A、B、C、D固定在光滑的竖直墙面内,四条轻绳与水平方向的夹角均为,其中轻绳A、B是不可伸长的刚性绳,轻绳C、D是弹性
9、较好的弹性绳且对横幅的拉力恒为T0,重力加速度为g。 (1)求轻绳A、B所受拉力的大小; (2)在一次卫生大扫除中,楼上的小明同学不慎将质量为m0的抹布滑落,正好落在横幅上沿的中点位置。已知抹布的初速度为零,下落的高度为h,忽略空气阻力的影响。抹布与横幅撞击后速度变为零,且撞击时间为t,撞击过程横幅的形变极小,可忽略不计,求撞击过程中,绳A、B所受平均拉力的大小。,考点1,考点2,考点3,考点1,考点2,考点3,动量观点与能量观点的综合应用 例2如图所示,一条带有圆轨道的长轨道水平固定,圆轨道竖直,底端分别与两侧的直轨道相切,半径R=0.5 m。物块A以v0=6 m/s的速度滑入圆轨道,滑过最
10、高点Q,再沿圆轨道滑出后,与直轨上P处静止的物块B碰撞,碰后粘在一起运动,P点左侧轨道光滑,右侧轨道呈粗糙段、光滑段交替排列,每段长度都为L=0.1 m。物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为=0.1,A、B的质量均为m=1 kg(重力加速度g取10 m/s2;A、B视为质点,碰撞时间极短)。,考点1,考点2,考点3,(1)求A滑过Q点时速度v的大小和受到的弹力大小F; (2)若碰后AB最终停止在第k个粗糙段上,求k的数值; (3)求碰后AB滑至第n个(nk)光滑段上的速度vn与n的关系式。 审题,考点1,考点2,考点3,考点1,考点2,考点3,考点1,考点2,考点3,方法归纳利用动量和能量观点解题
11、的技巧 (1)若研究对象为一个系统,应优先考虑应用动量守恒定律和能量守恒定律(机械能守恒定律)。 (2)若研究对象为单一物体,且涉及功和位移问题时,应优先考虑动能定理。 (3)因为动量守恒定律、能量守恒定律(或机械能守恒定律)、动能定理都只考查一个物理过程的始末两个状态有关物理量间的关系,对过程的细节不予细究,这正是它们的方便之处。特别对于变力做功问题,就更显示出它们的优越性。,考点1,考点2,考点3,对应训练 3.(2019江西抚州模拟)如图所示,光滑水平面上有A、B两辆小车,质量均为m=1 kg,现将小球C用长为0.2 m的细线悬于轻质支架顶端,mC=0.5 kg。开始时A车与C球以v0=
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