第七章　第5課時(shí)　專題強(qiáng)化：用三大觀點(diǎn)解決力學(xué)問題-2025年高中物理大一輪復(fù)習(xí)

第5課時(shí)專題強(qiáng)化：用三大觀點(diǎn)解決力學(xué)問題目標(biāo)要求掌握并會靈活選用力學(xué)三大觀點(diǎn)解決力學(xué)綜合問題。1．解決動力學(xué)問題的三個(gè)基本觀點(diǎn)(1)動力學(xué)觀點(diǎn)：運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律結(jié)合運(yùn)動學(xué)知識解題，可處理勻變速運(yùn)動問題。(2)能量觀點(diǎn)：用動能定理和能量守恒觀點(diǎn)解題，可處理非勻變速運(yùn)動問題。(3)動量觀點(diǎn)：用動量守恒觀點(diǎn)解題，可處理非勻變速運(yùn)動問題。用動量定理可簡化問題的求解過程。2．力學(xué)規(guī)律的選用原則(1)如果要列出各物理量在某一時(shí)刻的關(guān)系式，可用牛頓第二定律。(2)研究某一物體受到力的持續(xù)作用發(fā)生運(yùn)動狀態(tài)改變時(shí)，一般用動量定理(涉及時(shí)間的問題)或動能定理(涉及位移的問題)去解決問題。(3)若研究的對象為一物體系統(tǒng)，且它們之間有相互作用，一般用動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律去解決問題，但需注意所研究的問題是否滿足守恒的條件。(4)在涉及相對位移問題時(shí)則優(yōu)先考慮能量守恒定律，系統(tǒng)克服摩擦力所做的總功等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少量，即系統(tǒng)內(nèi)能的增加量。(5)在涉及碰撞、爆炸、打擊、繩繃緊等物理現(xiàn)象時(shí)，需注意到這些過程一般均隱含有系統(tǒng)機(jī)械能與其他形式能量之間的轉(zhuǎn)化，作用時(shí)間都極短，因此用動量守恒定律去解決。例1(2022·廣東卷·13)某同學(xué)受自動雨傘開傘過程的啟發(fā)，設(shè)計(jì)了如圖所示的物理模型。豎直放置在水平桌面上的滑桿上套有一個(gè)滑塊，初始時(shí)它們處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)滑塊從A處以初速度v0為10m/s向上滑動時(shí)，受到滑桿的摩擦力f為1N，滑塊滑到B處與滑桿發(fā)生完全非彈性碰撞，帶動滑桿離開桌面一起豎直向上運(yùn)動。已知滑塊的質(zhì)量m＝0.2kg，滑桿的質(zhì)量M＝0.6kg，A、B間的距離l＝1.2m，重力加速度g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力。求：(1)滑塊在靜止時(shí)和向上滑動的過程中，桌面對滑桿支持力的大小N1和N2；(2)滑塊碰撞前瞬間的速度大小v1；(3)滑桿向上運(yùn)動的最大高度h。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例2(2023·山東濟(jì)寧市模擬)如圖所示，光滑水平面上有一質(zhì)量M＝1.98kg的小車，小車上B點(diǎn)右側(cè)為水平軌道，其中BC段粗糙，CD段光滑。B點(diǎn)的左側(cè)為一半徑R＝1.3m的光滑四分之一圓弧軌道，圓弧軌道與水平軌道在B點(diǎn)相切，車的最右端D點(diǎn)固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧處于自然長度時(shí)左端恰好位于小車的C點(diǎn)，B與C之間距離L＝0.7m。一質(zhì)量m＝1kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，置于小車的B點(diǎn)，開始時(shí)小車與小物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)。一質(zhì)量m0＝20g的子彈以水平速度v0＝600m/s向右擊中小車并停留在車中，假設(shè)子彈擊中小車的過程時(shí)間極短，已知小物塊與BC間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，取g＝10m/s2。求：(1)小物塊沿圓弧軌道上升的最大高度h；(2)小物塊第一次返回到B點(diǎn)時(shí)速度v的大?。?3)彈簧的彈性勢能的最大值Epm；(4)小物塊最終與小車保持相對靜止時(shí)到B的距離x。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例3(2023·浙江6月選考·18)為了探究物體間碰撞特性，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。水平直軌道AB、CD和水平傳送帶平滑無縫連接，兩半徑均為R＝0.4m的四分之一圓周組成的豎直細(xì)圓弧管道DEF與軌道CD和足夠長的水平直軌道FG平滑相切連接。質(zhì)量為3m的滑塊b與質(zhì)量為2m的滑塊c用勁度系數(shù)k＝100N/m的輕質(zhì)彈簧連接，靜置于軌道FG上。現(xiàn)有質(zhì)量m＝0.12kg的滑塊a以初速度v0＝2eq\r(21)m/s從D處進(jìn)入，經(jīng)DEF管道后，與FG上的滑塊b碰撞(時(shí)間極短)。已知傳送帶長L＝0.8m，以v＝2m/s的速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動，滑塊a與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，其他摩擦和阻力均不計(jì)，各滑塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，彈簧的彈性勢能Ep＝eq\f(1,2)kx2(x為形變量)，重力加速度g＝10m/s2。(1)求滑塊a到達(dá)圓弧管道DEF最低點(diǎn)F時(shí)速度大小vF和所受支持力大小FN；(2)若滑塊a碰后返回到B點(diǎn)時(shí)速度vB＝1m/s，求滑塊a、b碰撞過程中損失的機(jī)械能ΔE；(3)若滑塊a碰到滑塊b立即被粘住，求碰撞后彈簧最大長度與最小長度之差Δx。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例4(2023·廣東茂名市一模)某戶外大型闖關(guān)游戲“渡河”環(huán)節(jié)中，選手從高臺俯沖而下，為了解決速度過快帶來的風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)了如圖所示的減速裝置。浮于河面的B板緊靠緩沖裝置A板，B的左側(cè)放置一物體C。選手通過高臺光滑曲面下滑，經(jīng)過A后滑上B。已知A、B的質(zhì)量均為M0＝48kg，C的質(zhì)量為M＝12kg。A、B的長度均為L＝3m，選手與A、B間的動摩擦因數(shù)均為μ1＝0.5，A與地面間的動摩擦因數(shù)μ2＝0.3。B在水中運(yùn)動時(shí)受到的阻力是其所受浮力的0.1倍，B碰到河岸后立即被鎖定。不計(jì)水流速度，選手和物體C均可看作質(zhì)點(diǎn)，g＝10m/s2，則：(1)為了防止A滑動而出現(xiàn)意外，選手及裝備的質(zhì)量最大不超過多少？(2)若選手及裝備的質(zhì)量為60kg，從h＝3.3m的高臺由靜止開始滑下，經(jīng)過A與C發(fā)生碰撞后一起運(yùn)動，碰撞時(shí)間極短可忽略，在此碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能為多少？(3)在第(2)問前提下，選手與C碰撞后經(jīng)0.5s恰好與平板B速度相同，要使選手能夠到達(dá)河岸，河岸的最大寬度d為多少？___________________________________________________________________________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