2012届高考物理二轮复习精品课件(大纲版)专题8 力学综合问题
专题八
力学综合问题
专题八
力学综合问题
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专题八 │ 主干知识整合主干知识整合
一、力学知识概要 力的观点 动量观点 能量观点 1.力学三大观点：________、________、________. 力的瞬时作用 力的空间累积作用 2.力的三个作用效果：_____________、______________、 力的时间累积作用 __________________. 牛顿运动定律 动能定理 机械能守恒定律 3.力学五条规律：__________、________、_____________、 ________、________________. 动量定理 动量守恒定律
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专题八 │ 主干知识整合二、研究对象选取 首先看研究对象是单个物体，还是多个物体组成的系 统.有时还要把其中一个或几个物体从大系统中分离出来，作 为研究对象(称为子系统),这是因为力学中许多规律运用是有 条件的，某一规律对整个系统不成立，但对子系统却成立.二 是分析物理过程.一方面能把复杂的物理过程分解为几个简单 的物理过程，化难为易；另一方面又可挖掘隐含条件，找出联 系不同阶段的“桥梁”.三是分析研究对象的受力与运动情 况.针对不同的对象，分析它们在各个过程的受力情况与运动 情况，同时分清内力和外力，注意各力的特点，便于运用物理 规律.
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三、解题方法选择 力的观点 动量观点 解决力学问题有三大解题途径，即________、________和 能量观点 ________,其中用动量观点和能量观点解题是我们的首选.特别 是对于变力作用或者是曲线运动问题，或不涉及运动过程的细节、 不涉及加速度等问题时，更显示出这两大观点的优越性.但是， 当涉及加速度或是力的瞬时作用时，一般要用力的观点解决.具 体来讲：(1)当物体受到力的持续作用发生运动状态的改变而且又 涉及时间(力对时间的累积)时，用动量定理或动力学方法；(2)当 涉及功、能和位移时，用动能定理；(3)当涉及细节并要求分析力 时，一般要用牛顿运动定律；
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(4)很多问题的分析往往不是用一个观点解题，而常用动量与 能量的观点或动量与力的观点或动能与力的观点甚至用三种观点
综合，所以我们要做到具体问题具体分析，采用最为有效的观点和最为有效的方法解题.
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专题八 │ 要点热点探究要点热点探究 探究点一 力学三大观点的整合应用
力学综合问题往往具有复杂的物理过程和相关分析，涉及动量守恒定律、能量守恒定律、动能定理、牛顿第二定律、运 动学公式等考点，解题时应注重过程分析，包括受力分析、运 动分析、能量转化的分析、系统最终状态的分析等，同时应注 意利用有关的结论解题.
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专题八 │ 要点热点探究例1 如图2-8
-1所示，在水平台面上放着两个质量分别
为m2=0.2 kg和m3=0.3 kg的小球B、C,其中C球用轻质弹簧
与左边固定的挡板连接，开始弹簧处于自然长度，右边通过光滑水平轨道连接一半径R= m的光滑 圆弧轨道.C球右侧
台面光滑，左侧台面粗糙，各球与左侧台面间的动摩擦因数均 为μ=0.2.现有一质量为m1=0.1 kg的小球A以v0=10 m/s的水平 速度向左运动，与B球发生正碰，A球被反弹后进入右边轨道，
到达圆弧最高点时，对轨道的压力刚好为A球的重力.
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专题八 │ 要点热点探究
而B球与C球在极短的时间内发生正碰，碰后粘在一起共 同压缩弹簧，使弹簧具有最大弹性势能Ep=1.34 J;已知三个 小球均可看做质点，弹簧的形变在弹性限度内，不计空气阻
力，g取10 m/s2.求：(1)A球反弹时速度的大小； (2)小球B、C碰后压缩弹簧的最大形变量x.
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【点拨】 (1)能否求得A球反弹后的速度？A、B碰撞过程 满足什么规律？(2)A、B碰撞后B球的动能全部转化为弹簧的 弹性势能吗？为什么？(3)B、C碰撞后具有的共同动能全部转 化为弹簧的弹性势能吗？为什么？
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专题八 │ 要点热点探究例1 (1)2 m/s (2)0.1 m 【解析】 (1)设碰后小球A反弹 的速度大小为v1,到达最高点的速度大小为v′1
在小球通过轨道最高点时，由牛顿第二定律有 2m1g=m1 解得：v1=2 m/s (2)设A和B碰后，小球B的速度大小为v2 m1v0=m2v2-m1v1 解得：v2=6 m/s 设小球B和C碰后粘在一起的共同速度为v3
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根据动量守恒，有：m2v2=(m2+m3)v3 解得：v3=2.4 m/s 小球B、C碰后至弹簧的压缩量最大的过程中有：
解得：x=0.1 m
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【点评】 本题首先要通过对A球通过轨道最高点时的动力 学分析求得A球反弹的速度，进而根据对A、B碰撞过程的动量 守恒关系得到B球碰后的速度；根据题意，B球与C球的碰撞属 于完全非弹性碰撞，碰后二者共同的动能转化为弹簧压缩量最 大时的弹簧弹性势能和摩擦而产生的内能，其中若考生丢掉摩 擦生热，则本题就不能求得正确结果.
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与弹簧相关的动量、能量综合题往往具有复杂的物理情景， 涉及的知识面广、综合性强、能力要求高，经常涉及的考点有 动量守恒定律、动能定理、功能关系、能量守恒定律、牛顿第 二定律、简谐运动规律等.另外需要注意弹簧在这类问题中的 两点特殊表现：(1)直接与弹簧相连接的物体与其他物体发生碰 撞的瞬间弹簧不参与；(2)弹簧的弹力为变力，弹簧形变改变的 过程就是其储存或释放弹性势能的过程.
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专题八 │ 要点热点探究一倾角
为30°的光滑斜面固定在水平地面上，在 斜面的底端固定一带压力传感器的挡板P,质量均为1 kg的A、 B两滑块，用劲度系数为k=100 N/m的轻弹簧相连，静止在光 滑斜面上，如图2-8-2所示，现将另一质量也为1 kg的滑块
C,从斜面上某处静止释放，C滑下与B碰后粘合在一起，粘合体BC在斜面上运动的过程中，A滑块始终与P接触，压力传 感器有时显示压力为0,g取10 m/s2,求： (1)粘合体BC在斜面上运动的最大加速度； (2)C刚释放时距B多远？
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例1 变式题 (1) (2)0.4 m 【解析】 (1)当BC整体运 动到斜面上最高点时，A对P的压力为0,BC整体的加速度最大， 此时BC整体受力分析如图甲所示.
