2025屆高考物理二輪專題復習與測試模塊二能量和動量專題七三大觀點在力學中的應用課件

專題七三大觀點在力學中的應用[專題復習定位]1．理解動量和沖量的概念，應用動量定理和動量守恒定律分析和解決簡單問題。2．培養(yǎng)學生應用動量定理、動量守恒定律、動能定理、機械能守恒定律和能量守恒定律分析與解決力學綜合問題的能力。高考真題再現(xiàn)PART01第一部分命題點1動量定理和動量守恒定律1．(多選)(2024·廣西卷，T8)如圖，在光滑平臺上有兩個相同的彈性小球M和N。M水平向右運動，速度大小為v，M與靜置于平臺邊緣的N發(fā)生正碰，碰撞過程中總機械能守恒。若不計空氣阻力，則碰撞后，N在(

)A．豎直墻面上的垂直投影的運動是勻速運動B．豎直墻面上的垂直投影的運動是勻加速運動C．水平地面上的垂直投影的運動速度大小等于vD．水平地面上的垂直投影的運動速度大小大于v√√解析：由于兩小球碰撞過程中機械能守恒，可知兩小球碰撞過程是彈性碰撞，由于兩小球質(zhì)量相等，故碰撞后兩小球交換速度，即vM＝0，vN＝v，碰后小球N做平拋運動，在水平方向做勻速直線運動，即水平地面上的垂直投影的運動速度大小等于v；在豎直方向上做自由落體運動，即豎直墻面上的垂直投影的運動是勻加速運動?！獭獭?．(2024·廣東卷，T14)汽車的安全帶和安全氣囊是有效保護乘客的裝置。(1)安全帶能通過感應車的加速度自動鎖定，其原理的簡化模型如圖甲所示。在水平路面上剎車的過程中，敏感球由于慣性沿底座斜面上滑直到與車達到共同的加速度a，同時頂起敏感臂，使之處于水平狀態(tài)，并卡住卷軸外齒輪，鎖定安全帶。此時敏感臂對敏感球的壓力大小為FN，敏感球的質(zhì)量為m，重力加速度為g，忽略敏感球受到的摩擦力。求斜面傾角的正切值tanθ；(2)如圖乙所示，在安全氣囊的性能測試中，可視為質(zhì)點的頭錘從離氣囊表面高度為H處做自由落體運動。與正下方的氣囊發(fā)生碰撞。以頭錘到氣囊表面為計時起點，氣囊對頭錘豎直方向作用力F隨時間t的變化規(guī)律，可近似用圖丙所示的圖像描述。已知頭錘質(zhì)量M＝30kg，H＝3.2m，重力加速度大小g取10m/s2。求：①碰撞過程中F的沖量大小和方向；②碰撞結(jié)束后頭錘上升的最大高度。答案：①330N·s方向豎直向上②0.2m命題點2三大觀點分析力學中的碰撞問題4．(2024·遼寧、吉林、黑龍江卷，T14)如圖，高度h＝0.8m的水平桌面上放置兩個相同物塊A、B，質(zhì)量mA＝mB＝0.1kg。A、B間夾一壓縮量Δx＝0.1m的輕彈簧，彈簧與A、B不拴接。同時由靜止釋放A、B，彈簧恢復原長時A恰好從桌面左端沿水平方向飛出，水平射程xA＝0.4m；B脫離彈簧后沿桌面滑行一段距離xB＝0.25m后停止。A、B均視為質(zhì)點，重力加速度g取10m/s2。求：(1)脫離彈簧時A、B的速度大小vA和vB；答案：1m/s

1m/s(2)物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ；答案：0.2

(3)整個過程中，彈簧釋放的彈性勢能ΔEp。答案：0.12J5．(2024·安徽卷，T14)如圖所示，一實驗小車靜止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平軌道與光滑四分之一圓弧軌道。圓弧軌道與水平軌道相切于圓弧軌道最低點，一物塊靜止于小車最左端，一小球用不可伸長的輕質(zhì)細線懸掛于O點正下方，并輕靠在物塊左側(cè)。現(xiàn)將細線拉直到水平位置時，靜止釋放小球，小球運動到最低點時與物塊發(fā)生彈性碰撞。碰撞后，物塊沿著軌道運動，已知細線長L＝1.25m，小球質(zhì)量m＝0.20kg，物塊、小車質(zhì)量均為M＝0.30kg，小車上的水平軌道長s＝1.0m，圓弧軌道半徑R＝0.15m，小球、物塊均可視為質(zhì)點，不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2。(1)求小球運動到最低點與物塊碰撞前所受拉力的大小；答案：6N(2)求小球與物塊碰撞后的瞬間，物塊速度的大??；答案：4m/s(3)為使物塊能進入圓弧軌道，且在上升階段不脫離小車，求物塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ的取值范圍。答案：0.25≤μ<0.46.(2024·湖北卷，T14)如圖所示，水平傳送帶以5m/s的速度順時針勻速轉(zhuǎn)動，傳送帶左右兩端的距離為3.6m。傳送帶右端的正上方有一懸點O，用長為0.3m、不可伸長的輕繩懸掛一質(zhì)量為0.2kg的小球，小球與傳送帶上表面平齊但不接觸。在O點右側(cè)的P點固定一釘子，P點與O點等高。將質(zhì)量為0.10kg的小物塊無初速度輕放在傳送帶左端，小物塊運動到右端與小球正碰，碰撞時間極短，碰后瞬間小物塊的速度大小為1m/s、方向水平向左。小球碰后繞O點做圓周運動，當輕繩被釘子擋住后，小球繼續(xù)繞P點向上運動。已知小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度大小g取10m/s2。(1)求小物塊與小球碰撞前瞬間，小物塊的速度大小；答案：5m/s(2)求小物塊與小球碰撞過程中，兩者構(gòu)成的系統(tǒng)損失的總動能；答案：0.3J

(3)若小球運動到P點正上方，繩子不松弛，求P點到O點的最小距離。答案：0.2m命題點3三大觀點分析力學中的“板塊模型”問題7.(2024·山東卷，T17)如圖甲所示，質(zhì)量為M的軌道靜止在光滑水平面上，軌道水平部分的上表面粗糙，豎直半圓形部分的表面光滑，兩部分在P點平滑連接，Q為軌道的最高點。質(zhì)量為m的小物塊靜置在軌道水平部分上，與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。已知軌道半圓形部分的半徑R＝0.4m，重力加速度大小g取10m/s2。(1)若軌道固定，小物塊以一定的初速度沿軌道運動到Q點時，受到軌道的彈力大小等于3mg，求小物塊在Q點的速度大小v；答案：4m/s(2)若軌道不固定，給軌道施加水平向左的推力F，小物塊處在軌道水平部分時，軌道加速度a與F對應關(guān)系如圖乙所示。①求μ和m；答案：0.2

1kg(2)若軌道不固定，給軌道施加水平向左的推力F，小物塊處在軌道水平部分時，軌道加速度a與F對應關(guān)系如圖乙所示。②初始時，小物塊靜置在軌道最左端，給軌道施加水平向左的推力F＝8N，當小物塊到P點時撤去F，小物塊從Q點離開軌道時相對地的速度大小為7m/s。求軌道水平部分的長度L。答案：4.5m題型分類講練PART02第二部分題型一動量定理和動量守恒定律1．動量定理(1)公式：I＝p′－p，除表明等號兩邊大小、方向的關(guān)系外，還說明了兩邊的因果關(guān)系，即合外力的沖量是動量變化的原因。(2)意義：動量定理說明的是合外力的沖量與動量變化的關(guān)系。動量變化的方向與合外力的沖量方向相同。2．動量守恒定律(1)內(nèi)容：如果一個系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。(2)表達式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′或p＝p′(系統(tǒng)相互作用前總動量p等于相互作用后總動量p′)，或Δp＝0(系統(tǒng)總動量的變化量為零)，或Δp1＝－Δp2(相互作用的兩個物體組成的系統(tǒng)，兩物體動量的變化量大小相等、方向相反)。(3)守恒條件①系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)雖受外力但所受外力的合力為零。②系統(tǒng)所受外力的合力不為零，但在某一方向上系統(tǒng)受到的合力為零，則系統(tǒng)在該方向上動量守恒。③系統(tǒng)雖受外力，但外力遠小于內(nèi)力且作用時間極短，如碰撞、爆炸過程?！炭枷?動量和沖量的理解

(多選)(2023·新課標卷，T19)使甲、乙兩條形磁鐵隔開一段距離，靜止于水平桌面上，甲的N極正對著乙的S極，甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量，兩者與桌面之間的動摩擦因數(shù)相等。現(xiàn)同時釋放甲和乙，在它們相互接近過程中的任一時刻(

)A．甲的速度大小比乙的大B．甲的動量大小比乙的小C．甲的動量大小與乙的相等D．甲和乙的動量之和不為零√√考向2動量定理的理解和應用如圖所示，足球場上，守門員會戴著厚厚的手套向水平飛奔而來的球撲去，使球停下。關(guān)于此過程守門員戴手套的作用，以下分析正確的是(

)A．減小球的平均作用力B．增大手受到球的沖量C．球受到的動量變大D．使球的加速度變大人們對手機的依賴性越來越強，有些人喜歡躺著看手機，經(jīng)常出現(xiàn)手機砸到眼睛的情況。若手機的質(zhì)量m＝200g，從離人眼約h＝20cm的高度無初速度掉落，砸到眼睛后經(jīng)Δt＝0.01s手機停止運動，重力加速度g取10m/s2，下列分析正確的是(

)A．手機對眼睛的作用力大小為30NB．手機對眼睛的作用力大小為40NC．全過程手機所受重力的沖量大小為0.42N·sD．全過程手機所受重力的沖量大小為0.40N·s√√考向3應用動量定理分析“流體模型”某人用水管沖洗豎直墻面，水龍頭的流量(單位時間流出水的體積)可視為一定，水管的入水口與水龍頭相連接，水從出水口水平出射，水打到墻面后不反彈順墻面流下。若用手擠壓出水口，使出水口的橫截面積變?yōu)樵瓉淼囊话?，則被水流沖擊部分的墻面所受壓強約為原先的多少倍(

)A．1

B．2C．4 D．8√考向4動量守恒定律的理解和應用如圖所示，曲面體P靜止于光滑水平面上，物塊Q自P的上端由靜止釋放。Q與P的接觸面光滑，Q在P上運動的過程中，下列說法正確的是(

)A．P對Q做功為零B．P和Q之間的相互作用力做功之和為零C．P和Q構(gòu)成的系統(tǒng)機械能守恒、動量守恒D．P和Q構(gòu)成的系統(tǒng)機械能不守恒、動量守恒[解析]

Q在P上運動的過程中，P對Q的彈力方向垂直于接觸面，與Q的位移方向夾角大于90°，則P對Q做功不為零，故A錯誤。Q在P上運動的過程中，整個系統(tǒng)只有重力做功，機械能守恒，P和Q之間的相互作用力屬于內(nèi)力并且等大、反向，二者在力的方向上發(fā)生的位移相等，所以做功之和為零。系統(tǒng)在水平方向上合力為零，即水平方向動量守恒。系統(tǒng)在豎直方向上所受合力不為零，則豎直方向動量不守恒。故B正確，C、D錯誤。√題型二三大觀點分析力學綜合問題1．從研究對象上看(1)若多個物體的運動狀態(tài)不同，則一般不宜對多個物體整體應用牛頓運動定律。(2)若研究對象為單個物體，則不能用動量觀點中的動量守恒定律。(3)若研究對象為多物體系統(tǒng)，且系統(tǒng)內(nèi)的物體與物體間有相互作用，一般用“守恒定律”去解決問題，但必須注意研究對象是否滿足定律的守恒條件。2．從研究過程上看(1)凡涉及瞬間狀態(tài)的分析和運動性質(zhì)的分析，則必須要用動力學觀點。(2)凡涉及復雜的直線或曲線運動問題，一般要用能量觀點或動量觀點。(3)凡涉及短暫的相互作用問題優(yōu)先考慮用動量定理。(4)凡涉及碰撞、爆炸、反沖等問題，一般應用動量守恒定律。3．從所涉及的物理量看(1)如果涉及加速度的問題，則一般要用牛頓運動定律；(2)如果涉及運動時間或作用時間的問題，則一般優(yōu)先考慮用動量定理，其次考慮用牛頓運動定律；(3)如果涉及運動的位移或路程的問題，則一般優(yōu)先考慮用功能關(guān)系，其次再考慮用牛頓運動定律；(4)如果涉及初、末速度的問題，則一般優(yōu)先考慮用功能關(guān)系，其次考慮用動量觀點，最后再考慮用牛頓運動定律。如圖所示，小球B靜止在光滑的水平臺面上，臺面距離地面的高度h＝0.8m。小球A以速度v0＝4m/s向著B運動并發(fā)生正碰，之后A和B先后從臺面水平拋出，落到地面上時的落點分別為a和b，測得a、b之間的距離x＝1.20m。已知兩個小球A和B的質(zhì)量相同，g取10m/s2。(1)小球A、B落到地面上的時間分別為多少？[答案]

均為0.4s

(2)正碰后小球A、B的速度分別為多大？[解析]

設(shè)小球A、B的質(zhì)量均為m，正碰后的速度分別為v1、v2，由動量