江蘇版高考物理一輪復(fù)習(xí)第6章素養(yǎng)7動力學(xué)、動量和能量觀點的綜合應(yīng)用課時學(xué)案

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(2)能量觀點：用動能定理和能量守恒觀點解題，可處理非勻變速運動問題。
(3)動量觀點：用動量守恒觀點解題，可處理非勻變速運動問題。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)生運動狀態(tài)改變時，一般用動量定理(涉及時間的問題)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)機械能的減少量，即轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)內(nèi)能的量。
(5)在涉及碰撞、爆炸、打擊、繩繃緊等物理現(xiàn)象時，需注意到這些過程一般均隱含有系統(tǒng)機械能與其他形式能量之間的轉(zhuǎn)換，作用時間都極短，因此用動量守恒定律去解決。
[示例] (20分)如圖所示，在光滑水平桌面EAB上有質(zhì)量為M＝0.2 kg的小球P和質(zhì)量為m＝0.1 kg的小球Q，P、Q之間壓縮一輕彈簧(輕彈簧與兩小球不拴接)，桌面邊緣E處放置一質(zhì)量也為m＝0.1 kg的橡皮泥球S，在B處固定一與水平桌面相切的光滑豎直半圓形軌道。釋放被壓縮的輕彈簧，P、Q兩小球被輕彈簧彈出，小球P與彈簧分離后進入半圓形軌道，恰好能夠通過半圓形軌道的最高點C；小球Q與彈簧分離后與桌面邊緣的橡皮泥球S碰撞后合為一體飛出，落在水平地面上的D點。已知水平桌面高為h＝0.2 m，D點到桌面邊緣的水平距離為x＝0.2 m，重力加速度為g＝10 m/s2，求：
(1)小球P經(jīng)過半圓形軌道最低點B時對軌道的壓力大小F′NB；
(2)小球Q與橡皮泥球S碰撞前瞬間的速度大小vQ；
(3)被壓縮的輕彈簧的彈性勢能Ep。
審題破題：(1)“P、Q兩小球被輕彈簧彈出”eq \(――→,\s\up7(遵循))動量守恒定律和能量守恒定律。
(2)“小球P……恰好能夠通過半圓形軌道的最高點C”eq \(――→,\s\up7(隱含))Mg＝eq \f(Mv\\al(2,C),R)。
(3)“小球Q……球S碰撞后為一體”eq \(――→,\s\up7(遵循))動量守恒定律。
(4)“小球Q……一體飛出”eq \(――→,\s\up7(隱含))二者一起做平拋運動。
[規(guī)范解答] (1)小球P恰好能通過半圓形軌道的最高點C，則有Mg＝Meq \f(v\\al(2,C),R)(1分)
解得vC＝eq \r(gR)(1分)
對于小球P，從B→C，
由動能定理有－2MgR＝eq \f(1,2)Mveq \\al(2,C)－eq \f(1,2)Mveq \\al(2,B)(2分)
解得vB＝eq \r(5gR)(1分)
在B點有FNB－Mg＝Meq \f(v\\al(2,B),R)(2分)
解得FNB＝6Mg＝12 N(1分)
由牛頓第三定律有F′NB＝FNB＝12 N。(1分)
(2)設(shè)Q與S做平拋運動的初速度大小為v，所用時間為t，
根據(jù)公式h＝eq \f(1,2)gt2得
t＝0.2 s(1分)
根據(jù)公式x＝vt，得v＝1 m/s(1分)
碰撞前后Q和S組成的系統(tǒng)動量守恒，則有
mvQ＝2mv(2分)
解得vQ＝2 m/s。(1分)
(3)P、Q和彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒，則有MvP＝mvQ(2分)
解得vP＝1 m/s(1分)
P、Q和彈簧組成的系統(tǒng)，由能量守恒定律有
Ep＝eq \f(1,2)Mveq \\al(2,P)＋eq \f(1,2)mveq \\al(2,Q)(2分)
解得Ep＝0.3 J。(1分)
[答案] (1)12 N (2)2 m/s (3)0.3 J
規(guī)范解答“四部曲”
(1)文字說明規(guī)范
文字說明要用規(guī)范的物理語言和符號。對題干中未出現(xiàn)的字母進行說明時，字母書寫要規(guī)范。設(shè)定所求的物理量或解題過程中用到的中間變量，可表述為設(shè)……，令……等。
(2)列方程規(guī)范
列方程時要做到“三要三不要”。
一是要寫出方程式而不要堆砌公式；
二是要原始式而不是變形式；
三是要分步列式，不要用連等式。
(3)演算過程規(guī)范
要寫出主要演算過程，有必要的關(guān)聯(lián)詞。一般表述為：將……代入……，由……式可得等。
(4)結(jié)果表達規(guī)范
對題中所求得物理量應(yīng)有明確的回答，要寫出最后結(jié)果的單位。答案中不能含有未知量和中間量。
[即時訓(xùn)練]
(2022·浙江6月選考)如圖所示，在豎直面內(nèi)，一質(zhì)量為m的物塊a靜置于懸點O正下方的A點，以速度v逆時針轉(zhuǎn)動的傳送帶MN與直軌道AB、CD、FG處于同一水平面上，AB、MN、CD的長度均為l。圓弧形細管道DE半徑為R，EF在豎直直徑上，E點高度為H。開始時，與物塊a相同的物塊b懸掛于O點，并向左拉開一定的高度h由靜止下擺，細線始終張緊，擺到最低點時恰好與a發(fā)生彈性正碰。已知m＝2 g，l＝1 m，R＝0.4 m，H＝0.2 m，v＝2 m/s，物塊與MN、CD之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，軌道AB和管道DE均光滑，物塊a落到FG時不反彈且靜止。忽略M、B和N、C之間的空隙，CD與DE平滑連接，物塊可視為質(zhì)點。
(1)若h＝1.25 m，求a、b碰撞后瞬時物塊a的速度v0的大?。?br>(2)物塊a在DE最高點時，求管道對物塊的作用力FN與h間滿足的關(guān)系；
(3)若物塊b釋放高度0.9 m