2019高考物理一輪復習 微專題系列之熱點專題突破 專題36 用三種觀點解決力學問題學案.doc
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突破36 用三種觀點解決力學問題 一、三種思路的比較 思路 特點分析 適用情況 力的觀點：牛頓運動定律結(jié)合運動學公式 分析物體的受力，確定加速度，建立加速度和運動量間的關(guān)系涉及力、加速度、位移、速度、時間 恒力作用下的運動 能量觀點：動能定理、機械能守恒定律和能量守恒定律 分析物體的受力、位移和速度，確定功與能的關(guān)系．系統(tǒng)內(nèi)力做功會影響系統(tǒng)能量涉及力、位移、速度 恒力作用下的運動、變力作用下的曲線運動、往復運動、瞬時作用 動量觀點：動量定理和動量守恒定律 分析物體的受力(或系統(tǒng)所受外力)、速度，建立力、時間與動量間的關(guān)系(或動量守恒定律)，系統(tǒng)內(nèi)力不影響系統(tǒng)動量涉及力、時間、動量(速度) 恒力作用下的運動、瞬時作用、往復運動 二、三種思路的選擇 解決力學問題的三種觀點所涉及的主要內(nèi)容是“三個運動定律”——牛頓三大定律，“兩個定理”——動能定理和動量定理，“三個守恒定律”——能量守恒定律、機械能守恒定律和動量守恒定律． 一般來講，大多數(shù)力學問題用上述三種觀點中的任何一種都是可以解決的，但是在選擇解決力學問題的觀點時，選擇順序應該首先是能量觀點，其次是動量觀點，最后才是動力學觀點． 并不是所有的力學問題只用上述觀點中的任何一種就能解決的，有些問題還需要綜合應用上述兩種甚至三種觀點才能解決，所以，要從問題中所涉及的物理量、研究對象和研究過程的特點等幾個方面進行分析進而做出正確而恰當?shù)倪x擇． 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)若研究對象為一物體系統(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，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，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，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． 當然任何問題都有多樣性，上述所說的解決問題的途徑的選擇原則只是指一般情況下的選擇原則，并不是一成不變的．總之，在解決問題時要根據(jù)問題的特點靈活而恰當?shù)剡x擇和應用． 【典例1】 如圖所示，一條帶有圓軌道的長軌道水平固定，圓軌道豎直，底端分別與兩側(cè)的直軌道相切，半徑R ＝ 0.5 m。物塊A 以v0 ＝ 6 m/s的速度滑入圓軌道，滑過最高點Q，再沿圓軌道滑出后，與直軌道上P 處靜止的物塊B 碰撞，碰后粘在一起運動，P 點左側(cè)軌道光滑，右側(cè)軌道呈粗糙段、光滑段交替排列，每段長度都為L ＝ 0.1 m。物塊與各粗糙段間的動摩擦因數(shù)都為μ ＝ 0.1，A、B 的質(zhì)量均為m ＝1 kg(重力加速度g 取10 m/s2；A、B視為質(zhì)點，碰撞時間極短)。 (1) 求A 滑過Q 點時的速度大小v 和受到的彈力大小F； (2) 碰后AB 最終停止在第k個粗糙段上，求k 的數(shù)值； (3) 求碰后AB 滑至第n 個(n＜k)光滑段上的速度vn 與n 的關(guān)系式。 【解析】(1) 由機械能守恒定律得：mv ＝mg(2R)＋mv2 mv＝mv，得：vA＝v0＝6 m/s. AB碰撞后以共同的速度vP前進，由動量守恒定律得： mvA＝(m＋m)vP， 得：vP＝3 m/s. 總動能Ek＝(m＋m)v＝9 J， 滑塊每經(jīng)過一段粗糙段損失的機械能 ΔE＝fL＝μ(m＋m)gL＝0.2 J. 則：k＝＝45. (3)AB滑到第n個光滑段上損失的能量 E＝nΔE＝0.2n J， 由能量守恒得：(m＋m)v－(m＋m)v＝nΔE， 代入數(shù)據(jù)解得：vP＝ m/s(n下載提示(請認真閱讀)
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