《2024届高考物理一轮复习重难点逐个击破44 动力学、动量和能量观点的综合应用（原卷版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2024届高考物理一轮复习重难点逐个击破44 动力学、动量和能量观点的综合应用（原卷版）（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题44 动力学、动量和能量观点的综合应用一三个基本观点动力学观点：运用牛顿运动定律结合运动学知识解题，可处理匀变速运动问题。能量观点：用动能定理和能量守恒观点解题，可处理非匀变速运动问题。动量观点：用动量守恒观点解题，可处理非匀变速运动问题。二五大基本规律牛顿第二定律：F合ma动能定理：W合mvmv机械能守恒定律：E1E2 mgh1mvmgh2mv动量定理：I合p F合tpp动量守恒定律：m1v1m2v2m1v1m2v2三.选用规律原则1.根据研究对象选取：（1）若多个物体的运动状态不同，则一般不宜对多个物体整体应用牛顿运动定律；（2）若研究对象为单个物体，则不能用动量观点中的动量守恒定律；
2、（3）若研究对象为多物体系统，且系统内的物体与物体间有相互作用，一般用“守恒定律”去解决问题，但必须注意研究对象是否满足定律的守恒条件2.根据研究过程选取：（1）凡涉及瞬间状态的分析和运动性质的分析，则必须要用动力学观点；（2）凡涉及复杂的直线或曲线运动问题，一般要用能量观点或动量观点；（3）凡涉及短暂的相互作用问题优先考虑用动量定理；（4）凡涉及碰撞、爆炸、反冲等问题，一般应用动量守恒定律。3.根据所涉及的物理量选取（1）如果涉及加速度的问题，则一般要用牛顿运动定律；（2）如果涉及运动时间或作用时间的问题，一般优先考虑用动量定理，其次考虑用牛顿运动定律；（3）如果涉及运动的位移或路程的问题，
3、一般优先考虑用功能关系，其次再考虑用牛顿运动定律；（4）如果涉及初、末速度问题，一般优先考虑用功能关系，其次考虑用动量观点，最后再考虑用牛顿运动定律。1（2022全国高三课时练习）水平地面上有甲、乙两个小滑块在同一直线上运动，两小滑块碰撞前后的速度时间图像如图所示，小滑块甲的碰前速度为正向，小滑块乙的碰前速度为负向（其中一个小滑块碰后速度变为0）。下列说法正确的是（）A碰后乙的速度变为零Bt=2.5 s时，两小滑块之间的距离为7.5 mC两小滑块之间的碰撞为非弹性碰撞D碰撞前，两个小滑块组成的系统动量守恒2如图所示，足够长的光滑细杆PQ水平固定，质量为2m的物块A穿在杆上，可沿杆无摩擦滑动。质
4、量为0.99m的物块B通过长度为L的轻质细绳竖直悬挂在A上，整个装置处于静止状态，A、B可视为质点。若把A固定，让质量为0.01m的子弹以v0的速度水平射入物块B（时间极短，子弹未穿出）后，物块B恰好能到达水平杆PQ位置，重力加速度为g，则（）A在子弹射入物块B的过程中，子弹和物块B构成的系统动量和机械能都守恒B子弹射入物块B的初速度v0=100gLC若物块A不固定，子弹仍以v0射入，物块B仍能摆到水平杆PQ位置D若物块A不固定，子弹仍以v0射入，当物块B摆到最高点时速度为2gL33（2022全国高二课时练习）如图所示，小车的上表面固定一个光滑弯曲圆管道，整个小车（含管道）的质量为2m，原来静
5、止在光滑的水平面上。今有一个可以看作质点的小球，质量为m，半径略小于管道截面半径，以水平速度v从左端滑上小车。小球恰好能到达管道的最高点，然后从管道左端滑离小车。关于这个过程，下列说法正确的是（重力加速度为g）（）A小球滑离小车时，小车回到原来位置B小球滑离小车时相对小车的速度大小为v3C车上管道中心线最高点离小车上表面的竖直高度为v23gD小球从滑进管道到滑到最高点的过程中，小车的动量变化量大小是mv34（2023浙江模拟预测）(多选)如图所示，水平光滑地面上停放着一辆质量为m的小车，小车的半径R=0.7m四分之一光滑圆弧轨道在最低点与水平轨道相切于A点。在水平轨道的右端固定一个轻弹簧，弹簧
6、处于自然长度时左端位于水平轨道的B点正上方，B点右侧轨道光滑，A、B的距离为L=2.5m，一个质量也为m的可视为质点的小物块从圆弧轨道最高点以v0=6m/s的速度开始滑下，则在以后的运动过程中（重力加速度为g=10m/s2，弹簧始终在弹性限度内，空气阻力不计。）（）A若A、B间的轨道也光滑，小车的最大速度为5m/sB若A、B间的轨道也光滑，物块运动到最高点时到水平轨道的距离为1.8mC若物块与A、B间轨道的动摩擦因数为0.5，弹簧的最大弹性势能等于因摩擦产生的总热量D若物块与A、B间轨道的动摩擦因数为0.5，小车运动的总位移大小为0.35m5如图所示，一轻质弹簧两端连着物体A和B，放在光滑水平
7、面上，物体A被水平速度为v0的子弹射中并嵌在其中，已知物体B的质量为mB，物体A的质量mA=34mB，子弹的质量m弹=14mB.求：（1）物体A被击中后的速度v1；（2）子弹射入木块后系统损失的机械能E；（3）物体B在运动中的最大速度vB6（2021全国高三专题练习）如图所示，在高h=0.8m的平台上放置一质量为M=0.99kg的小木块（视为质点），小木块距平台右边缘距离d =2m，一质量m =0.01kg的子弹以v0=400m/s的速度沿水平方向射入小木块并留在其中，然后一起向右运动。最后，小木块从平台边缘滑出落在距平台右侧水平距离s=0.8m的地面上，g=10m/s2，求：(1)小木块滑出
8、平台时的速度v；(2)子弹射入木块的过程中系统损失的机械能；(3)木块与平台间的动摩擦因数。7如图，水平轨道的AC段粗糙，长度为L5m，其余部分光滑。质量为m1=2kg的滑块P1以速度v2m/s与静止在A点的质量为m2=1kg的滑块P2发生正碰（碰撞时间极短），碰后滑块P2恰好滑到C点，已知两滑块与平面间的动摩擦因数均为0.04，重力加速度g取10m/s2，求：（1）碰后P1在AC上滑行的时间；（2）P1、P2碰撞过程中损失的能量。8. 如图，光滑水平面上有一质量为M=1.98kg的小车，小车的B点右侧的上表面是粗糙水平轨道，小车的B点左侧固定一半径为R=0.6m的四分之一光滑圆弧轨道，圆弧轨
9、道与水平轨道在B点相切。小车的最右端D点固定一轻质弹簧，弹簧处于自然长度时其左端正好对应小车的C点，B点与C点之间的距离为L=0.9m。一质量为m=2kg的小物块（可视为质点）位于小车的B点，小车与小物块均处于静止状态，突然有一质量为m0=20g的子弹，以水平速度v0=500m/s击中小车并停留在小车中，设子弹击中小车的过程时间极短，已知小物块与水平轨道间的动摩擦因数为=0.4，不计空气阻力，重力加速度大小为g=10m/s2。求：（1）子弹射入小车的过程中，系统产生的热量；（2）通过计算判断小物块是否能运动到圆弧轨道的最高点A，并求当小物块再次回到B点时，小车的速度大小；（3）若弹簧被小物块压
10、缩的最大压缩量为x=10cm，求弹簧的最大弹性势能。9. 如图所示，小球A质量为m，系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到光滑水平面的距离为h。物块B和C的质量分别是5m和3m，B与C用轻弹簧拴接，置于光滑的水平面上，且B物块位于O点正下方。现拉动小球使细线水平伸直，小球由静止释放，运动到最低点时与物块B发生正碰（碰撞时间极短），反弹后上升到最高点时到水平面的距离为16。小球与物块均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，求：（1）小球A与物块B碰撞前、后的速度大小；（2）碰撞过程B物块受到的冲量大小；（3）碰后轻弹簧获得的最大弹性势能。10.在光滑水平面上静止放置一木板B，B的质量为
11、mB=2kg，B右端离竖直墙s=5m，在B的左端静止一小物体A，其质量为mA=0.99kg，一质量为mC=0.01kg的子弹C以v=600m/s的速度击中A并在极短时间内留存A中，如图所示，A与B间的动摩擦因数为=0.4，在运动过程中只是B与墙壁碰撞，碰撞时间极短，且碰撞时无能量损失，取g=10m/s2，求：（1）子弹击中A后，A的速度及子弹击中A过程中产生的热量Q；（2）要使A最终不脱离B，木板B的最短长度L。11. 2022年北京冬季奥运会冰壶比赛在位于北京赛区的国家游泳中心进行。在冰壶比赛中，球员手持毛刷擦刷冰面，可以改变冰壶滑行时受到的阻力。在比赛中，某队员利用红壶去碰撞对方的蓝壶，两
12、者在营垒中心发生对心碰撞（如图甲所示），从t=0开始，碰撞前后两壶运动的vt图像如图乙中实线所示，其中碰后红、蓝两壶的图线平行。已知两冰壶质量均为m=20kg，t=1s时两壶相撞，不计碰撞的时间和空气阻力，求：（1）碰撞后蓝壶的速度大小；（2）在碰撞中损失的机械能；（3）碰撞后红壶继续运动的时间。12如图所示，一半径R=0.8m的四分之一光滑圆弧曲面AB与水平面BC相切于B点，BC右端与内壁光滑、半径r=0.4m的四分之一细圆管CD相切，管口D端正下方直立一根轻弹簧，轻弹簧下端固定，上端通过一锁定装置将弹簧压缩（压缩量xr）。质量m=1kg的小滑块P在曲面最高点A处从静止开始下滑，到达曲面底端
13、时与静止在该处的相同滑块Q发生弹性碰撞，滑块Q进入管口C端时与管壁间恰好无作用力，通过CD后触碰到弹簧，锁定装置立即自动解除。已知滑块与BC间的动摩擦因数=0.2，滑块尺寸略小于圆管内径且可被视为质点，重力加速度取g=10m/s2，不计各处的空气阻力以及触碰弹簧的能量损失。求：（1）滑块P达到曲面底端与滑块Q碰撞前瞬间对轨道的压力FN的大小；（2）水平面BC的长度s；（3）要使两滑块能发生第二次碰撞，弹簧原来储存的弹性势能Ep至少为多少？13（2022全国高三开学考试）如图所示，一质量为m1=0.2kg的“T”形杆P竖直放在地面上，有一质量为m2=0.3kg的金属圆环Q套在“T”形杆P的直杆上
14、很难分离。某工程师设计了一个方法成功将金属环Q与“T”形杆P分开，该工程师在“T”形杆P与金属圆环Q间装上适量的火药，火药爆炸瞬间化学能中的部分能量转化为系统的机械能E，已知E=278J，金属圆环Q与“T”形杆P的直杆间滑动摩擦力大小恒为f=15N，不计空气阻力。重力加速度大小g取10m/s2。（1）求火药爆炸瞬间“T”形杆P和金属圆环Q的速度大小；（2）求点燃火药爆炸瞬间“T”形杆P和金属圆环Q的加速度大小。（3）若要求金属环Q与“T”形杆P分开，则直杆长度的最大值是多少？14 如图所示，固定的光滑平台上固定有光滑的半圆轨道，轨道半径R=1.4m。平台上静止着两个滑块A、B，mA=0.1kg
15、，mB=0.7kg，两滑块间夹有少量炸药，平台右侧有一带挡板的小车，静止在光滑的水平地面。小车质量为M=0.3kg，车面与平台的台面等高，车面左侧粗糙部分长度为L=0.1m，动摩擦因数为=0.1，右侧拴接一轻质弹簧，弹簧自然长度所在范围内车面光滑。点燃炸药后，滑块A刚进入与圆轨道相切的C点时，对轨道的压力为4.5N，滑块B冲上小车。两滑块都可以看做质点，炸药的质量忽略不计，爆炸的时间极短，且爆炸后两个物块的速度方向在同一水平直线上，且重力加速度g=10m/s2。求：（1）爆炸后A与B获得的总动能；（2）滑块A脱离圆轨道的点E与点O的连线同竖直方向的夹角；（3）整个过程中弹簧的最大弹性势能是多少？最终滑块B停在离小车左端多远的位置？15如图所示，光滑水平面上放置着滑板A和滑块C，滑块B置于A的左端，滑板A的上表面由粗糙水平部分和四分之一光滑圆弧组成，三者的质量分别为mA=2kg、mB=1kg、mC=2kg，开始时C静止，A、B一起以v0=5m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）后C向右运动，经过一段时间后，A、B再次达到共同速度一起向右匀速运动，且
