高考物理 研究动力学问题的三个基本观点总复习课件 新人教版

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1、 n自主学习n研究动力学问题三大观点的比较三大 观观 点力的观观点能量观观点动动量观观点规规 律力的瞬时时效 应应力的空间积间积 累效应应力的时间积时间积 累效应应牛顿顿第二定 律动动能定理机械能守 恒定律动动量定理动动量守恒定 律规规 律 内容物体的加速 度跟所受 的合外力 成 ，跟物体 的质质量成合外力对对物 体做的 总总功等 于物体 的改变变 量只有重力 做功， 物体的 动动能 和重力 势势能 发发生 相互 转转化 ，机械 能的 总总量物体所受 合外 力的 冲量 等于 物体 动动量 的变变 化量一个系统统不 受外力 或者所 受外力 的矢量 和为为零 ，这这个 系统统的 总动总动 量规规

2、律 表 达 式F合 W合EpEkI合m1v1 m2v2研究 对对 象单单个物体(质质 点)，任 一时时刻单单个物体( 质质点) ， 一段位移质质点系， 一个 过过程单单个物体 (质质点) ，一 段时时 间间质质点系，一 个过过程正比反比动能保持不变保持不变maEkEpEkpm1v1m2v2n深化拓展n1三个因果关系n第一因果关系：力是产产生加速度的原因(也 可说说力是速度改变变的原因，或力是运动动状 态态改变变的原因)这这是一种瞬时时关系，也是 一种矢量关系，其规规律是牛顿顿第二定律Fma.n第二因果关系：力对时间对时间 的累积积效应应(即冲 量)是物体运动动改变变的原因这这是一种过过程关系，

3、也是一种矢量关系其规规律是动动量定 理Ftp2p1.n第三因果关系：力对对空间间的累积积效应应(即功) 是物体动动能改变变的原因这这是一种过过程关 系，也是一种标标量关系其规规律是动动能定 理W合Ek2Ek1.n三种因果关系可用下图图表示n2力学规律选用的一般原则n力学中首先考虑虑使用两个守恒定律从两个 守恒定律的表达式看出多项项都是状态态量(速 度、位置)，所以守恒定律能解决状态问题态问题 ，不能解决过过程(位移s，时间时间 t)问题问题 ，不能 解决力(F)的问题问题 n(1)若有多个物体组组成的系统统，优优先考虑虑使 用两个守恒定律n(2)若物体(或系统统)涉及到速度和时间时间 ，应应

4、考虑虑使用动动量定理n(3)若物体(或系统统)涉及到位移和时间时间 ，且受 到恒力作用，应应考虑虑使用牛顿顿运动动定律n(4)若物体(或系统统)涉及到位移和速度，应应考 虑虑使用动动能定理，系统统中摩擦力做功时应时应 用摩擦力乘以相对对路程，动动能定理解决曲 线线运动动和变变加速运动动特别别方便n点拨：(1)无论使用哪一个规律，受力分析 是前提n(2)有的问题往往是一题多解，解题时应从 多个角度分析，找出最快捷的解题方法n3动力学问题的解题步骤n(1)认认真审题审题 ，明确题题目所述的物理情景， 确定研究对对象及物理过过程n(2)分析研究对对象的受力情况及运动动状态态和 运动动状态变态变 化的

5、过过程，并作草图图n(3)根据运动动状态变态变 化的规规律确定解题观题观 点 ，选择选择 恰当的物理公式或规规律n(4)根据选择选择 的规规律列式，有时还时还 需挖掘题题 目的其他条件(如隐隐含条件、临临界条件、几 何关系等)列出补补充方程，涉及矢量时时要注 意其方向性n(5)代入数据(统统一单单位)计计算结结果n【特别提醒】在一维情况下，对动量定理、 动量守恒定律等矢量表达式，可通过选取正 方向将矢量运算化为代数运算n针对训练n1下列说法中正确的是( )nA一个质点在一个过程中如果其动量守恒 ，其动能也一定守恒nB一个质点在一个过程中如果其动量守恒 ，其机械能也一定守恒nC几个物体组成的物体

6、系统在一个过程中 如果动量守恒，其机械能也一定守恒nD几个物体组成的物体系统在一个过程中 如果机械能守恒，其动量也一定守恒n解析：一个质点动量不变，则速度不变，故 动能一定不变，但机械能不一定不变，如竖 直方向的匀速直线运动一个物体系统动量 守恒，说明系统不受外力，但可受内力，内 力可做功，故机械能不一定守恒；一个系统 机械能守恒，说明外力不做功，但外力可能 不为零，故动量不一定守恒n答案：An2. A、B两球之间压缩间压缩 一根轻弹轻弹 簧，静置 于光滑水平桌面上已知A、B两球质质量分 别为别为 2m和m.当用板挡挡住A球而只释释放B球 时时，B球被弹弹出落于距离为为s的水平地面上 ，如图图

7、所示当用同样样的程度压缩弹压缩弹 簧， 取走A左边边的挡挡板，将A、B同时释时释 放时时， B球的落地点距桌边边距离为为 ( )n答案：Dn规律方法n“滑块”问题是动量和能量的综合应用之一 ，由于滑块与木板之间常存在一对相互作用 的摩擦力，这对摩擦力使滑块、木板的动量 发生变化，也使它们的动能发生改变，但若 将两者视为系统，则这对摩擦力是系统的内 力，它不影响系统的总动量，但克服它做功 ，使系统机械能损失，所以解决“滑块”问 题常用到动量守恒定律n另外，解决“滑块块”问题时问题时 一般要根据题题 意画出情景示意图图，这样这样 有利于帮助分析 物理过过程，也有利于找出物理量尤其是位移 之间间的关

8、系n【例1】 (2009洛阳名校摸底测试)如图图所 示，光滑水平地面上停着一辆辆平板车车，其 质质量为为2m，长为长为 L，车车上右端(A点)有一块块 静止的质质量为为m的小金属块块金属块块与平 板车车的上表面之间间存在摩擦，以上表面的中 点C为为分界点，已知金属块块与AC段之间间的 动动摩擦因数为为，与CB段的动动摩擦因数未 知现给现给 一个向右的水平恒力F5mg， 使车车向右运动动，同时时金属块块在车车上也开始 滑动动，当金属块块滑到中点C时时，立即撤去这这 个水平恒力F，最后金属块块恰好停在车车的左 端(B点)已知重力加速度为为g.求：n(1)撤去力F的瞬间间，金属块块的速度v1、车车的

9、 速度v2分别为别为 多少？n(2)金属块块与CB段的动动摩擦因数.n解析 (1)撤去F前，根据牛顿第二定律，n对金属块有mgma1n对平板车有5mgmg2ma2n总结提升 物块与滑板之间有摩擦力作用 ，系统动量守恒，在滑动摩擦力作用下系统 损失机械能对系统应用动量守恒定律，对 物块和滑板分别应用动能定理列方程解之 系统损失的动能等于滑动摩擦力和物块在滑 板上滑动的距离的乘积n (2009高考天津理综)如图图所示， 质质量m1 0.3kg的小车车静止在光滑的水平 面上，车长车长 L 1.5m，现现有质质量m2 0.2kg可视为质视为质 点的物块块，以水平向右的速 度v02m/s从左端滑上小车车

10、，最后在车车面 上某处处与小车车保持相对对静止物块块与车车面 间间的动动摩擦因数0.5，取g10m/s2，求 ：n(1)物块块在车车面上滑行的时间时间 t；n(2)要使物块块不从小车车右端滑出，物块块滑上 小车车左端的速度v0不超过过多少n解析：(1)设物块与小车共同速度为v，以水 平向右为正方向，根据动量守恒定律有m2v0 (m1m2)vn设物块与车面间的滑动摩擦力为F，对物块 应用动量定理有Ftm2vm2v0n其中Fm2g，解得tn代入数据得t0.24s.n(2)要使物块恰好不从小车右端滑出，须使 物块到小车最右端时与小车有共同的速度， 设其为v，则m2v0(m1m2)vn代入数据解得v0

11、5m/sn故要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小 车左端的速度v0应不超过5m/s.n规律方法n由弹簧组成的孤立系统在相互作用过程中不 仅动量守恒，而且由于弹簧的形变只引起弹 性势能与动能的相互转化，因而系统的总动 能将发生变化，但系统的机械能守恒在相 互作用过程中，弹簧伸长或压缩到最大程度 时系统内各物体具有相同速度，此时弹性势 能最大、系统动能最小若系统内每个物体 除弹簧的弹力外所受的合力为零(如光滑水 平面的连结体问题)当弹簧为自然长度时 ，系统内将出现某个物体具有最大速度n【例2】 如图图所示，质质量M400g、上表 面保持水平的铁铁板固定在一根轻弹轻弹 簧上方 ，弹弹簧的下端固定在水

12、平面上，弹弹簧与铁铁 板组组成的系统处统处 于静止状态态在铁铁板中心 的正上方有一质质量m100g的木块块，从离 铁铁板上表面高h80cm处处自由下落，木块块 撞到铁铁板上以后不再离开，两者一起开始做 简谐简谐 运动动木块块撞到铁铁板上以后，共同下 降l12.0cm时时，它们们的速度第一次达到最 大值值；又继续继续 下降了l28.0cm后，它们们的 速度第一次减小为为零空气阻力忽略不计计， 取g10m/s2，弹弹簧始终处终处 于弹弹性限度内 n(1)求此弹弹簧的劲劲度系数k.n(2)从木块块和铁铁板共同开始向 下运动动到它们们的共同速度第 一次减小到零的过过程中，弹弹 簧的弹弹性势势能增加了多

13、少？n(3)在振动过动过 程中，铁铁板对对木 块块的弹弹力的最小值值FN是多少 ？n分析 木块先做自由落体运动，与铁块相 碰后一起做简谐运动做简谐运动时，木块 、铁板和弹簧组成的系统机械能守恒；木块 、铁板相碰撞时，因作用时间短，故动量守 恒；相碰前铁板受力平衡，相碰后，铁板和 木块的共同速度最大时，铁板和木块组成的 系统的加速度为零n解析 (1)铁板静止时，设弹簧的压缩量为 l0，则：nMgkl0n铁板和木块的速度最大时，它们组成的系统 的加速度为零，则：n(Mm)gk(l0l1)0n联立解得：l08cm，k50N/m.n(2)木块下落h的过程中，由机械能守恒有：n 联立解得：E0.66J.

14、n(3)在最低点时，对铁板、木块组成的系统 有：nk(l0l1l2)(Mm)g(Mm)a1n在最高点时，对木板有：mgFNma2n根据简谐运动的对称性可知a1a2n联立解得：a1a28m/s2，FN0.2N.n答案 (1)k50N/m (2)E0.66J (3)FN0.2Nn总结提升 木块和铁板相碰后与弹簧组成 了一个弹簧振子并做简谐运动，由此可知系 统的机械能守恒当振子上下运动时，由于 加速度未超过10m/s2，所以在最高点铁板和 木块之间的弹力最小n(2009高考重庆卷)探究某种笔的弹弹跳问题问题 时时，把笔分为轻质弹为轻质弹 簧、内芯和外壳三部 分，其中内芯和外壳质质量分别为别为 m和4

15、m.笔 的弹弹跳过过程分为为三个阶阶段：n把笔竖竖直倒立于水平硬桌面，下压压外壳使 其下端接触桌面(见图见图 a)；n由静止释释放，外壳竖竖直上升至下端距桌面 高度为为h1时时，与静止的内芯碰撞(见图见图 b)；n碰后，内芯与外壳以共同的速度一起上升 到外壳下端距桌面最大高度为为h2处处(见图见图 c) n设设内芯与外壳间间的撞击击力远远大于笔所受重 力，不计计摩擦与空气阻力，重力加速度为为g. 求：n(1)外壳与内芯碰撞后瞬间间的共同速度大小 ；n(2)从外壳离开桌面到碰撞前瞬间间，弹弹簧做 的功；n(3)从外壳下端离开桌面到上升至h2处处，笔 损损失的机械能n解析：(1)对于内芯和外壳整体的上升过程 ，根据机械能守恒定律可得：n总结提升：此题立意新颖，以考生所用笔为 出题背景，使考生感到熟悉亲切！本题考查 了机械能守恒定律、动量守恒定律和能量守 恒定律对于本题可进行如下创新：若已知 弹簧的劲度系数为k，外壳竖直上升至下端 距桌面高度为h1时，弹簧则好处于原长，求 由静止释放外壳的瞬间其加速度的大小这 要求考生对外壳进行受力分析，根据牛顿第 二定律求解.n【例3】 (2009洛阳名校联考)如图图所示， 质质量均为为m的A、B两球间间有压缩压缩 的轻轻短弹弹 簧处处于锁锁定状态态，放置在水平面上竖竖直光 滑的发发射管内(两球的大小尺寸都可忽略， 它们们整体视