2025届高考物理二轮专题复习与测试模块二能量和动量专题七三大观点在力学中的应用课件

专题七三大观点在力学中的应用[专题复习定位]1．理解动量和冲量的概念，应用动量定理和动量守恒定律分析和解决简单问题。2．培养学生应用动量定理、动量守恒定律、动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律分析与解决力学综合问题的能力。高考真题再现PART01第一部分命题点1动量定理和动量守恒定律1．(多选)(2024·广西卷，T8)如图，在光滑平台上有两个相同的弹性小球M和N。M水平向右运动，速度大小为v，M与静置于平台边缘的N发生正碰，碰撞过程中总机械能守恒。若不计空气阻力，则碰撞后，N在(

)A．竖直墙面上的垂直投影的运动是匀速运动B．竖直墙面上的垂直投影的运动是匀加速运动C．水平地面上的垂直投影的运动速度大小等于vD．水平地面上的垂直投影的运动速度大小大于v√√解析：由于两小球碰撞过程中机械能守恒，可知两小球碰撞过程是弹性碰撞，由于两小球质量相等，故碰撞后两小球交换速度，即vM＝0，vN＝v，碰后小球N做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，即水平地面上的垂直投影的运动速度大小等于v；在竖直方向上做自由落体运动，即竖直墙面上的垂直投影的运动是匀加速运动。√√√3．(2024·广东卷，T14)汽车的安全带和安全气囊是有效保护乘客的装置。(1)安全带能通过感应车的加速度自动锁定，其原理的简化模型如图甲所示。在水平路面上刹车的过程中，敏感球由于惯性沿底座斜面上滑直到与车达到共同的加速度a，同时顶起敏感臂，使之处于水平状态，并卡住卷轴外齿轮，锁定安全带。此时敏感臂对敏感球的压力大小为FN，敏感球的质量为m，重力加速度为g，忽略敏感球受到的摩擦力。求斜面倾角的正切值tanθ；(2)如图乙所示，在安全气囊的性能测试中，可视为质点的头锤从离气囊表面高度为H处做自由落体运动。与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化规律，可近似用图丙所示的图像描述。已知头锤质量M＝30kg，H＝3.2m，重力加速度大小g取10m/s2。求：①碰撞过程中F的冲量大小和方向；②碰撞结束后头锤上升的最大高度。答案：①330N·s方向竖直向上②0.2m命题点2三大观点分析力学中的碰撞问题4．(2024·辽宁、吉林、黑龙江卷，T14)如图，高度h＝0.8m的水平桌面上放置两个相同物块A、B，质量mA＝mB＝0.1kg。A、B间夹一压缩量Δx＝0.1m的轻弹簧，弹簧与A、B不拴接。同时由静止释放A、B，弹簧恢复原长时A恰好从桌面左端沿水平方向飞出，水平射程xA＝0.4m；B脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离xB＝0.25m后停止。A、B均视为质点，重力加速度g取10m/s2。求：(1)脱离弹簧时A、B的速度大小vA和vB；答案：1m/s

1m/s(2)物块与桌面间的动摩擦因数μ；答案：0.2

(3)整个过程中，弹簧释放的弹性势能ΔEp。答案：0.12J5．(2024·安徽卷，T14)如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平轨道与光滑四分之一圆弧轨道。圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点，一物块静止于小车最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，并轻靠在物块左侧。现将细线拉直到水平位置时，静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。碰撞后，物块沿着轨道运动，已知细线长L＝1.25m，小球质量m＝0.20kg，物块、小车质量均为M＝0.30kg，小车上的水平轨道长s＝1.0m，圆弧轨道半径R＝0.15m，小球、物块均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。(1)求小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小；答案：6N(2)求小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小；答案：4m/s(3)为使物块能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离小车，求物块与水平轨道间的动摩擦因数μ的取值范围。答案：0.25≤μ<0.46.(2024·湖北卷，T14)如图所示，水平传送带以5m/s的速度顺时针匀速转动，传送带左右两端的距离为3.6m。传送带右端的正上方有一悬点O，用长为0.3m、不可伸长的轻绳悬挂一质量为0.2kg的小球，小球与传送带上表面平齐但不接触。在O点右侧的P点固定一钉子，P点与O点等高。将质量为0.10kg的小物块无初速度轻放在传送带左端，小物块运动到右端与小球正碰，碰撞时间极短，碰后瞬间小物块的速度大小为1m/s、方向水平向左。小球碰后绕O点做圆周运动，当轻绳被钉子挡住后，小球继续绕P点向上运动。已知小物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度大小g取10m/s2。(1)求小物块与小球碰撞前瞬间，小物块的速度大小；答案：5m/s(2)求小物块与小球碰撞过程中，两者构成的系统损失的总动能；答案：0.3J

(3)若小球运动到P点正上方，绳子不松弛，求P点到O点的最小距离。答案：0.2m命题点3三大观点分析力学中的“板块模型”问题7.(2024·山东卷，T17)如图甲所示，质量为M的轨道静止在光滑水平面上，轨道水平部分的上表面粗糙，竖直半圆形部分的表面光滑，两部分在P点平滑连接，Q为轨道的最高点。质量为m的小物块静置在轨道水平部分上，与水平轨道间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知轨道半圆形部分的半径R＝0.4m，重力加速度大小g取10m/s2。(1)若轨道固定，小物块以一定的初速度沿轨道运动到Q点时，受到轨道的弹力大小等于3mg，求小物块在Q点的速度大小v；答案：4m/s(2)若轨道不固定，给轨道施加水平向左的推力F，小物块处在轨道水平部分时，轨道加速度a与F对应关系如图乙所示。①求μ和m；答案：0.2

1kg(2)若轨道不固定，给轨道施加水平向左的推力F，小物块处在轨道水平部分时，轨道加速度a与F对应关系如图乙所示。②初始时，小物块静置在轨道最左端，给轨道施加水平向左的推力F＝8N，当小物块到P点时撤去F，小物块从Q点离开轨道时相对地的速度大小为7m/s。求轨道水平部分的长度L。答案：4.5m题型分类讲练PART02第二部分题型一动量定理和动量守恒定律1．动量定理(1)公式：I＝p′－p，除表明等号两边大小、方向的关系外，还说明了两边的因果关系，即合外力的冲量是动量变化的原因。(2)意义：动量定理说明的是合外力的冲量与动量变化的关系。动量变化的方向与合外力的冲量方向相同。2．动量守恒定律(1)内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。(2)表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′或p＝p′(系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p′)，或Δp＝0(系统总动量的变化量为零)，或Δp1＝－Δp2(相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量的变化量大小相等、方向相反)。(3)守恒条件①系统不受外力或系统虽受外力但所受外力的合力为零。②系统所受外力的合力不为零，但在某一方向上系统受到的合力为零，则系统在该方向上动量守恒。③系统虽受外力，但外力远小于内力且作用时间极短，如碰撞、爆炸过程。√考向1动量和冲量的理解

(多选)(2023·新课标卷，T19)使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离，静止于水平桌面上，甲的N极正对着乙的S极，甲的质量大于乙的质量，两者与桌面之间的动摩擦因数相等。现同时释放甲和乙，在它们相互接近过程中的任一时刻(

)A．甲的速度大小比乙的大B．甲的动量大小比乙的小C．甲的动量大小与乙的相等D．甲和乙的动量之和不为零√√考向2动量定理的理解和应用如图所示，足球场上，守门员会戴着厚厚的手套向水平飞奔而来的球扑去，使球停下。关于此过程守门员戴手套的作用，以下分析正确的是(

)A．减小球的平均作用力B．增大手受到球的冲量C．球受到的动量变大D．使球的加速度变大人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸到眼睛的情况。若手机的质量m＝200g，从离人眼约h＝20cm的高度无初速度掉落，砸到眼睛后经Δt＝0.01s手机停止运动，重力加速度g取10m/s2，下列分析正确的是(

)A．手机对眼睛的作用力大小为30NB．手机对眼睛的作用力大小为40NC．全过程手机所受重力的冲量大小为0.42N·sD．全过程手机所受重力的冲量大小为0.40N·s√√考向3应用动量定理分析“流体模型”某人用水管冲洗竖直墙面，水龙头的流量(单位时间流出水的体积)可视为一定，水管的入水口与水龙头相连接，水从出水口水平出射，水打到墙面后不反弹顺墙面流下。若用手挤压出水口，使出水口的横截面积变为原来的一半，则被水流冲击部分的墙面所受压强约为原先的多少倍(

)A．1

B．2C．4 D．8√考向4动量守恒定律的理解和应用如图所示，曲面体P静止于光滑水平面上，物块Q自P的上端由静止释放。Q与P的接触面光滑，Q在P上运动的过程中，下列说法正确的是(

)A．P对Q做功为零B．P和Q之间的相互作用力做功之和为零C．P和Q构成的系统机械能守恒、动量守恒D．P和Q构成的系统机械能不守恒、动量守恒[解析]

Q在P上运动的过程中，P对Q的弹力方向垂直于接触面，与Q的位移方向夹角大于90°，则P对Q做功不为零，故A错误。Q在P上运动的过程中，整个系统只有重力做功，机械能守恒，P和Q之间的相互作用力属于内力并且等大、反向，二者在力的方向上发生的位移相等，所以做功之和为零。系统在水平方向上合力为零，即水平方向动量守恒。系统在竖直方向上所受合力不为零，则竖直方向动量不守恒。故B正确，C、D错误。√题型二三大观点分析力学综合问题1．从研究对象上看(1)若多个物体的运动状态不同，则一般不宜对多个物体整体应用牛顿运动定律。(2)若研究对象为单个物体，则不能用动量观点中的动量守恒定律。(3)若研究对象为多物体系统，且系统内的物体与物体间有相互作用，一般用“守恒定律”去解决问题，但必须注意研究对象是否满足定律的守恒条件。2．从研究过程上看(1)凡涉及瞬间状态的分析和运动性质的分析，则必须要用动力学观点。(2)凡涉及复杂的直线或曲线运动问题，一般要用能量观点或动量观点。(3)凡涉及短暂的相互作用问题优先考虑用动量定理。(4)凡涉及碰撞、爆炸、反冲等问题，一般应用动量守恒定律。3．从所涉及的物理量看(1)如果涉及加速度的问题，则一般要用牛顿运动定律；(2)如果涉及运动时间或作用时间的问题，则一般优先考虑用动量定理，其次考虑用牛顿运动定律；(3)如果涉及运动的位移或路程的问题，则一般优先考虑用功能关系，其次再考虑用牛顿运动定律；(4)如果涉及初、末速度的问题，则一般优先考虑用功能关系，其次考虑用动量观点，最后再考虑用牛顿运动定律。如图所示，小球B静止在光滑的水平台面上，台面距离地面的高度h＝0.8m。小球A以速度v0＝4m/s向着B运动并发生正碰，之后A和B先后从台面水平抛出，落到地面上时的落点分别为a和b，测得a、b之间的距离x＝1.20m。已知两个小球A和B的质量相同，g取10m/s2。(1)小球A、B落到地面上的时间分别为多少？[答案]

均为0.4s

(2)正碰后小球A、B的速度分别为多大？[解析]

设小球A、B的质量均为m，正碰后的速度分别为v1、v2，由动量