2019届二轮复习微专题4动力学、动量和能量观点的综合应用课件（21张） 21页

动力学、动量和能量观点的综合应用 [ 专题概述 ] 本讲为力学综合问题，涉及动力学、功能关系，解此类题目关键要做好 “ 五选择 ” ： (1) 当物体受到恒力作用发生运动状态的改变而且又涉及时间时，一般选择用动力学方法解题． (2) 当涉及功、能和位移时，一般选用动能定理、机械能守恒定律、功能关系或能量守恒定律解题，题目中出现相对位移时，应优先选择能量守恒定律． (3) 当涉及多个物体及时间时，一般考虑动量定理、动量守恒定律． (4) 当涉及细节并要求分析力时，一般选择牛顿运动定律，对某一时刻的问题选择牛顿第二定律求解． (5) 复杂的问题一般需综合应用能量的观点、运动与力的观点解题． [ 示例 ] 　 如 图所示，一质量 m 1 ＝ 0.45 kg 的平板小车静止在光滑的水平轨道上．车顶右端放一质量 m 2 ＝ 0.5 kg 的小物块，小物块可视为质点，小物块与车之间的动摩擦因数 μ ＝ 0.5 ，现有一质量 m 0 ＝ 0.05 kg 的子弹以 v 0 ＝ 100 m /s 的水平速度射中小车左端，并留在车中，子弹与车相互作用时间很短． g 取 10 m/ s 2 ，求： (1) 子弹刚刚射入小车时，小车的速度大小 v 1 . (2) 要使小物块不脱离小车，小车的长度至少为多少？ [ 解析 ] 　 (1) 子弹射入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得 m 0 v 0 ＝ ( m 0 ＋ m 1 ) v 1 ，解得 v 1 ＝ 10 m/s . (2) 子弹、小车、小物块组成的系统动量守恒，设当小物块与车共速时，共同速度为 v 2 ，两者相对位移大小为 L ， 由动量守恒定律和动能定理有 [ 答案 ] 　 (1)10 m/s 　 (2)5 m [ 规律总结 ] “ 三大观点 ” 解决力学综合问题的几点注意 (1) 弄清有几个物体参与运动，并划分清楚物体的运动过程，如例题中分成 “ 子弹打击木板 ” 及 “ 小物块在木板上的滑动 ” 两个阶段． (2) 进行正确的受力分析，明确各过程的运动特点． (3) 物体在光滑的平面上运动，或沿光滑的曲面下滑，还有不计阻力的抛体运动，机械能一定守恒；碰撞过程、子弹打击木块、不受其他外力作用的两物体相互作用问题，一般考虑用动量守恒定律分析． (4) 含摩擦生热的问题，一般考虑应用能量守恒定律分析． [ 应用提升练 ] 1. 如图所示，质量为 M ＝ 2 kg 的足够长的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为 M A ＝ 2 kg 的物体 A ( 可视为质点 ) ．一个质量为 m ＝ 20 g 的子弹以 500 m /s 的水平速度迅速射穿 A 后，速度变为 100 m/ s ( 子弹不会落在车上 ) ，最后物体 A 静止在车上．若物体 A 与小车间的动摩擦因数 μ ＝ 0.5 ，求： ( g 取 10 m/s 2 ) (1) 平板车最后的速度大小； (2) 子弹射穿物体 A 的过程中系统损失的机械能； (3) A 在平板车上滑行的距离． 解析： (1) 设平板车最后的速度是 v ，子弹射穿 A 后的速度是 v 1 . 以子弹、物体 A 和小车组成的系统为研究对象，根据动量守恒定律得 m v 0 ＝ m v 1 ＋ ( M ＋ M A ) v 代入数据解得 v ＝ 2 m/s . 答案： (1)2 m/s 　 (2)2 384 J 　 (3)0.8 m 2 ．如图所示，光滑水平面上有一质量 M ＝ 4.0 kg 的平板车，车的上表面有一段长 L ＝ 1.5 m 的粗糙水平轨道，水平轨道左侧连一半径 R ＝ 0.25 m 的四分之一光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在点 O ′ 处相切．现将一质量 m ＝ 1.0 kg 的小物块 ( 可视为质点 ) 从平板车的右端以水平向左的初速度 v 0 滑上平板车，小物块与水平轨道间的动摩擦因数 μ ＝ 0.5 ，小物块恰能到达圆弧轨道的最高点 A . g 取 10 m/s 2 ，求： (1) 小物块滑上平板车的初速度 v 0 的大小； (2) 小物块与车最终相对静止时，它距点 O ′ 的距离． 答案： (1)5 m/s 　 (2)0.5 m 3 ． (2018· 河北石家庄市期末 ) 光滑水平面上放着质量 m A ＝ 1 kg 的物块 A 与质量 m B ＝ 2 kg 的物块 B ， A 与 B 均可视为质点， A 、 B 间夹一个被压缩的轻弹簧 ( 弹簧与 A 、 B 均不拴接 ) ，此时弹簧弹性势能 E p ＝ 48 J ．在 A 、 B 间系一轻质细绳，细绳长度大于弹簧的自然长度，如图所示．放手经一段时间后绳在短暂时间内被拉断，之后 B 冲上与水平面相切的半径 R ＝ 0.18 m 的竖直半圆光滑轨道， B 恰能达到最高点 C ，求： (1) 绳拉断后瞬间 B 的速度 v B 的大小： (2) 绳拉断过程中，绳对 B 的冲量 I 的大小； (3) 绳拉断过程中，绳对 A 所做的功 W . 答案 ： (1)3 m/s 　 (2)2 N·s 　 (3) － 14 J