高考物理二轮复习-专题8-力学综合问题-大纲人教版.ppt
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1、专题八专题八 力学综合问题力学综合问题专题八力学综合问题专题八力学综合问题1.主干知识整合主干知识整合专题八专题八 主干知识整合主干知识整合 一、力学知识概要一、力学知识概要1力学三大观点:力学三大观点:_、_、_.2力力的的三三个个作作用用效效果果:_、_、_.3力力学学五五条条规规律律:_、_、_、_、_.力的观点力的观点动量观点动量观点 能量观点能量观点力的瞬时作用力的瞬时作用力的空间累积作用力的空间累积作用力的时间累积作用力的时间累积作用牛顿运动定律牛顿运动定律 动能定理动能定理 机械能守恒定律机械能守恒定律动量定理动量定理动量守恒定律动量守恒定律2.专题八专题八 主干知识整合主干知识
2、整合 二、研究对象选取二、研究对象选取首首先先看看研研究究对对象象是是单单个个物物体体,还还是是多多个个物物体体组组成成的的系系统统有有时时还还要要把把其其中中一一个个或或几几个个物物体体从从大大系系统统中中分分离离出出来来,作作为为研研究究对对象象(称称为为子子系系统统),这这是是因因为为力力学学中中许许多多规规律律运运用用是是有有条条件件的的,某某一一规规律律对对整整个个系系统统不不成成立立,但但对对子子系系统统却却成成立立二二是是分分析析物物理理过过程程一一方方面面能能把把复复杂杂的的物物理理过过程程分分解解为为几几个个简简单单的的物物理理过过程程,化化难难为为易易;另另一一方方面面又又
3、可可挖挖掘掘隐隐含含条条件件,找找出出联联系系不不同同阶阶段段的的“桥桥梁梁”三三是是分分析析研研究究对对象象的的受受力力与与运运动动情情况况针针对对不不同同的的对对象象,分分析析它它们们在在各各个个过过程程的的受受力力情情况况与与运运动动情情况况,同时分清内力和外力,注意各力的特点,便于运用物理规律同时分清内力和外力,注意各力的特点,便于运用物理规律3.三、解题方法选择三、解题方法选择解解决决力力学学问问题题有有三三大大解解题题途途径径,即即_、_和和_,其其中中用用动动量量观观点点和和能能量量观观点点解解题题是是我我们们的的首首选选特特别别是是对对于于变变力力作作用用或或者者是是曲曲线线运
4、运动动问问题题,或或不不涉涉及及运运动动过过程程的的细细节节、不不涉涉及及加加速速度度等等问问题题时时,更更显显示示出出这这两两大大观观点点的的优优越越性性但但是是,当当涉涉及及加加速速度度或或是是力力的的瞬瞬时时作作用用时时,一一般般要要用用力力的的观观点点解解决决具具体体来来讲讲:(1)当当物物体体受受到到力力的的持持续续作作用用发发生生运运动动状状态态的的改改变变而而且且又又涉涉及及时时间间(力力对对时时间间的的累累积积)时时,用用动动量量定定理理或或动动力力学学方方法法;(2)当当涉涉及及功功、能能和和位位移移时时,用用动动能能定定理理;(3)当当涉涉及及细细节节并并要要求求分分析析力
5、力时,一般要用牛顿运动定律;时,一般要用牛顿运动定律;专题八专题八 主干知识整合主干知识整合 力的观点力的观点能量观点能量观点动量观点动量观点4.专题八专题八 主干知识整合主干知识整合 (4)很很多多问问题题的的分分析析往往往往不不是是用用一一个个观观点点解解题题,而而常常用用动动量量与与能能量量的的观观点点或或动动量量与与力力的的观观点点或或动动能能与与力力的的观观点点甚甚至至用用三三种种观观点点综综合合,所所以以我我们们要要做做到到具具体体问问题题具具体体分分析析,采采用用最最为为有有效效的的观观点点和最为有效的方法解题和最为有效的方法解题5.要点热点探究要点热点探究专题八专题八 要点热点
6、探究要点热点探究探究点一力学三大观点的整合应用探究点一力学三大观点的整合应用力力学学综综合合问问题题往往往往具具有有复复杂杂的的物物理理过过程程和和相相关关分分析析,涉涉及及动动量量守守恒恒定定律律、能能量量守守恒恒定定律律、动动能能定定理理、牛牛顿顿第第二二定定律律、运运动动学学公公式式等等考考点点,解解题题时时应应注注重重过过程程分分析析,包包括括受受力力分分析析、运运动动分分析析、能能量量转转化化的的分分析析、系系统统最最终终状状态态的的分分析析等等,同同时时应应注注意利用有关的结论解题意利用有关的结论解题6.专题八专题八 要点热点探究要点热点探究例例1 1如如图图281所所示示,在在水
7、水平平台台面面上上放放着着两两个个质质量量分分别别为为m20.2 kg和和m30.3 kg的的小小球球B、C,其其中中C球球用用轻轻质质弹弹簧簧与与左左边边固固定定的的挡挡板板连连接接,开开始始弹弹簧簧处处于于自自然然长长度度,右右边边通通过过光光滑滑水水平平轨轨道道连连接接一一半半径径R m的的光光滑滑圆圆弧弧轨轨道道C球球右右侧侧台台面面光光滑滑,左左侧侧台台面面粗粗糙糙,各各球球与与左左侧侧台台面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数均均为为0.2.现现有有一一质质量量为为m10.1 kg的的小小球球A以以v010 m/s的的水水平平速速度度向向左左运运动动,与与B球球发发生生正正碰碰,A球球被
8、被反反弹弹后后进进入入右右边边轨轨道道,到达圆弧最高点时,对轨道的压力刚好为到达圆弧最高点时,对轨道的压力刚好为A球的重力球的重力7.专题八专题八 要点热点探究要点热点探究而而B球球与与C球球在在极极短短的的时时间间内内发发生生正正碰碰,碰碰后后粘粘在在一一起起共共同同压压缩缩弹弹簧簧,使使弹弹簧簧具具有有最最大大弹弹性性势势能能Ep1.34 J;已已知知三三个个小小球球均均可可看看做做质质点点,弹弹簧簧的的形形变变在在弹弹性性限限度度内内,不不计计空空气气阻阻力,力,g取取10 m/s2.求:求:(1)A球反弹时速度的大小;球反弹时速度的大小;(2)小球小球B、C碰后压缩弹簧的最大形变量碰后
9、压缩弹簧的最大形变量x.8.专题八专题八 要点热点探究要点热点探究9.专题八专题八 要点热点探究要点热点探究【点点拨拨】(1)能能否否求求得得A球球反反弹弹后后的的速速度度?A、B碰碰撞撞过过程程满满足足什什么么规规律律?(2)A、B碰碰撞撞后后B球球的的动动能能全全部部转转化化为为弹弹簧簧的的弹弹性性势势能能吗吗?为为什什么么?(3)B、C碰碰撞撞后后具具有有的的共共同同动动能能全全部部转化为弹簧的弹性势能吗?为什么?转化为弹簧的弹性势能吗?为什么?10.专题八专题八 要点热点探究要点热点探究例例1(1)2 m/s(2)0.1 m【解解析析】(1)设设碰碰后后小小球球A反反弹弹的速度大小为的
10、速度大小为v1,到达最高点的速度大小为,到达最高点的速度大小为v1在小球通过轨道最高点时,由牛顿第二定律有在小球通过轨道最高点时,由牛顿第二定律有2m1gm1解得:解得:v12 m/s(2)设设A和和B碰后,小球碰后,小球B的速度大小为的速度大小为v2m1v0m2v2m1v1解得:解得:v26 m/s设小球设小球B和和C碰后粘在一起的共同速度为碰后粘在一起的共同速度为v311.专题八专题八 要点热点探究要点热点探究根据动量守恒,有:根据动量守恒,有:m2v2(m2m3)v3解得:解得:v32.4 m/s小球小球B、C碰后至弹簧的压缩量最大的过程中有:碰后至弹簧的压缩量最大的过程中有:解得:解得
11、:x0.1 m12.专题八专题八 要点热点探究要点热点探究【点点评评】本本题题首首先先要要通通过过对对A球球通通过过轨轨道道最最高高点点时时的的动动力力学学分分析析求求得得A球球反反弹弹的的速速度度,进进而而根根据据对对A、B碰碰撞撞过过程程的的动动量量守守恒恒关关系系得得到到B球球碰碰后后的的速速度度;根根据据题题意意,B球球与与C球球的的碰碰撞撞属属于于完完全全非非弹弹性性碰碰撞撞,碰碰后后二二者者共共同同的的动动能能转转化化为为弹弹簧簧压压缩缩量量最最大大时时的的弹弹簧簧弹弹性性势势能能和和摩摩擦擦而而产产生生的的内内能能,其其中中若若考考生生丢丢掉掉摩摩擦生热,则本题就不能求得正确结果
12、擦生热,则本题就不能求得正确结果13.专题八专题八 要点热点探究要点热点探究与与弹弹簧簧相相关关的的动动量量、能能量量综综合合题题往往往往具具有有复复杂杂的的物物理理情情景景,涉涉及及的的知知识识面面广广、综综合合性性强强、能能力力要要求求高高,经经常常涉涉及及的的考考点点有有动动量量守守恒恒定定律律、动动能能定定理理、功功能能关关系系、能能量量守守恒恒定定律律、牛牛顿顿第第二二定定律律、简简谐谐运运动动规规律律等等另另外外需需要要注注意意弹弹簧簧在在这这类类问问题题中中的的两两点点特特殊殊表表现现:(1)直直接接与与弹弹簧簧相相连连接接的的物物体体与与其其他他物物体体发发生生碰碰撞撞的的瞬瞬
13、间间弹弹簧簧不不参参与与;(2)弹弹簧簧的的弹弹力力为为变变力力,弹弹簧簧形形变变改改变变的的过程就是其储存或释放弹性势能的过程过程就是其储存或释放弹性势能的过程.14.专题八专题八 要点热点探究要点热点探究一一倾倾角角为为30的的光光滑滑斜斜面面固固定定在在水水平平地地面面上上,在在斜斜面面的的底底端端固固定定一一带带压压力力传传感感器器的的挡挡板板P,质质量量均均为为1 kg的的A、B两两滑滑块块,用用劲劲度度系系数数为为k100 N/m的的轻轻弹弹簧簧相相连连,静静止止在在光光滑滑斜斜面面上上,如如图图282所所示示,现现将将另另一一质质量量也也为为1 kg的的滑滑块块C,从从斜斜面面上
14、上某某处处静静止止释释放放,C滑滑下下与与B碰碰后后粘粘合合在在一一起起,粘粘合合体体BC在在斜斜面面上上运运动动的的过过程程中中,A滑滑块块始始终终与与P接接触触,压压力力传传感器有时显示压力为感器有时显示压力为0,g取取10 m/s2,求:,求:(1)粘合体粘合体BC在斜面上运动的最大加速度;在斜面上运动的最大加速度;(2)C刚释放时距刚释放时距B多远?多远?15.专题八专题八 要点热点探究要点热点探究例例1变变式式题题(1)(2)0.4 m【解解析析】(1)当当BC整整体体运运动动到到斜斜面面上上最最高高点点时时,A对对P的的压压力力为为0,BC整整体体的的加加速速度度最大,此时最大,此
15、时BC整体受力分析如图甲所示整体受力分析如图甲所示16.专题八专题八 要点热点探究要点热点探究由牛顿第二定律有由牛顿第二定律有2mgsin 30F2ma此此时时A对对P压压力力为为0,A受受力力分分析析如如图图乙乙所所示示,由由平平衡衡条条件件有有Fmgsin 30解得解得17.专题八专题八 要点热点探究要点热点探究(2)设设C刚刚下下滑滑时时距距B距距离离为为x,即即将将与与B碰碰撞撞时时速速度度为为v1,碰后速度大小为碰后速度大小为v2mgxsin 300mv102mv2碰碰前前弹弹簧簧压压缩缩量量设设为为x1,碰碰后后BC整整体体运运动动到到斜斜面面上上最最高高点点时,弹簧伸长为时,弹簧
16、伸长为x2,碰前对碰前对B有有mgsin30kx1碰后碰后BC运动到最高点时对运动到最高点时对A有有mgsin30kx2由以上两式得由以上两式得x1x25102m18.专题八专题八 要点热点探究要点热点探究即即刚刚碰碰撞撞完完毕毕时时,弹弹簧簧的的弹弹性性势势能能与与BC到到达达斜斜面面上上最最高高点时弹簧的弹性势能相等,由机械能守恒定律有点时弹簧的弹性势能相等,由机械能守恒定律有解得解得x0.4 m.19.专题八专题八 要点热点探究要点热点探究探究点二模型思想在力学综合题中的应用探究点二模型思想在力学综合题中的应用模模型型是是在在突突出出主主要要矛矛盾盾、忽忽略略次次要要因因素素的的科科学学
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