第七章专题强化十二动量和能量的综合问题

专题强化十二动量和能量的综合问题目标要求1.掌握解决力学综合问题常用的三个观点.2.会灵活选用三个观点解决力学综合问题．1．解动力学问题的三个基本观点(1)动力学观点：运用牛顿运动定律结合运动学知识解题，可处理匀变速运动问题．(2)能量观点：用动能定理和能量守恒观点解题，可处理非匀变速运动问题．(3)动量观点：用动量守恒观点解题，可处理非匀变速运动问题．用动量定理可简化问题的求解过程．2．力学规律的选用原则(1)如果要列出各物理量在某一时刻的关系式，可用牛顿第二定律．(2)研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时，一般用动量定理(涉及时间的问题)或动能定理(涉及位移的问题)去解决问题．(3)若研究的对象为一物体系统，且它们之间有相互作用，一般用动量守恒定律和机械能守恒定律去解决问题，但需注意所研究的问题是否满足守恒的条件．(4)在涉及相对位移问题时则优先考虑能量守恒定律，系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量，即转化为系统内能的量．(5)在涉及碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象时，需注意到这些过程一般均隐含有系统机械能与其他形式能量之间的转化，作用时间都极短，因此用动量守恒定律去解决．题型一动量与能量观点的综合应用例1(2022·广东卷·13)某同学受自动雨伞开伞过程的启发，设计了如图所示的物理模型．竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块，初始时它们处于静止状态．当滑块从A处以初速度v0为10m/s向上滑动时，受到滑杆的摩擦力Ff为1N，滑块滑到B处与滑杆发生完全非弹性碰撞，带动滑杆离开桌面一起竖直向上运动．已知滑块的质量m＝0.2kg，滑杆的质量M＝0.6kg，A、B间的距离l＝1.2m，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力．求：(1)滑块在静止时和向上滑动的过程中，桌面对滑杆支持力的大小FN1和FN2；(2)滑块碰撞前瞬间的速度大小v1；(3)滑杆向上运动的最大高度h.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例2(2023·江苏无锡市模拟)如图所示，竖直平面内有一光滑轨道ABC，AB是半径为R的四分之一圆弧轨道，水平轨道BC足够长，其上放有一前端固定轻弹簧的小物块Q.一质量为m的小物块P自A处由静止释放，沿AB滑下后与Q相碰．已知重力加速度为g，求：(1)若Q的质量也为m，则弹簧被压缩的过程中最大弹性势能为多大；(2)若Q的质量为2m，则P第一次反弹后，沿圆弧轨道达到的最大高度为多大；(3)若要使P与Q只发生一次碰撞，则物块Q的质量应满足什么条件．________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________题型二力学三大观点的综合应用例3如图所示，水平桌面左端有一顶端高为h的光滑圆弧形轨道，圆弧的底端与桌面在同一水平面上．桌面右侧有一竖直放置的光滑圆轨道MNP，其形状为半径R＝0.8m的圆环剪去了左上角135°后剩余的部分，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也为R.一质量m＝0.4kg的物块A自圆弧形轨道的顶端释放，到达圆弧形轨道底端恰与一停在圆弧底端水平桌面上质量也为m的物块B发生弹性正碰(碰撞过程没有机械能的损失)，碰后物块B的位移随时间变化的关系式为x＝6t－2t2(关系式中所有物理量的单位均为国际单位)，物块B飞离桌面后恰由P点沿切线落入圆轨道．A、B均可视为质点，重力加速度g取10m/s2，求：(1)BP间的水平距离sBP；(2)判断物块B能否沿圆轨道到达M点；(3)物块A由静止释放的高度h.规范答题区评价项目(100分)自评得分书写工整，卷面整洁(20分)有必要的文字说明，指明研究对象、过程、所用规律(20分)列式规范，无连等式，无变形后公式(20分)无代数过程，有联立①②③式得(20分)结果规范，中间关键点有结果，矢量指明方向(20分)总分例4(2023·江苏南京市高三开学考试)如图所示，半径为R＝0.2m的光滑固定四分之一圆形轨道末端水平，与地面上足够长的水平木板C的上表面等高，平滑对接，但不粘连．现将质量mA＝1kg的物块A从轨道上最左端由静止释放，此时物块B、木板C均静止，B到C左端的距离d＝0.5m．物块A滑上木板C后经过一段时间与物块B发生碰撞，碰撞时间极短，且碰后A、B粘在一起．已知B的质量mB＝0.5kg，C的质量mC＝0.5kg，A、B与C间的动摩擦因数相同，μA＝μB＝0.2，C与地面间的动摩擦因数μC＝0.05.重力加速度g＝10m/s2，A、B均可视为质点．求：(1)物块A对圆形轨道最低点P的压力；________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)从A滑上C直至A、B发生碰撞所需的时间；(3)从释放A到三个物体最终均停止运动，全过程系统产生的摩擦热．___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________