专题《2007届高考物理专题力学规律的综合应用》教案（人教版必修1）.docVIP

高三物理（人教版）第二轮专题辅导讲座 第一讲 力学规律的综合应用 【命题趋向】 在物理学中，对力学问题的考查往往是将牛顿运动定律、动量守恒、能量守恒等知识相互联系来综合出题，研究对象常常是多个物体（组成的系统）。试题思路隐蔽，过程复杂，难度较大，能否正确分析求解这类问题问题是鉴别考生学习物理能力的试金石。高考是一种选拔性考试，必然要求试题要有一定的区分度和难度。因此综合性的动力学问题是历年高考的重点和热点。虽然近年采用综合考试主要是学科内的综合，试卷难度有所下降，有关力学知识的综合性考题难度也有一定下降，但高考中对此内容的考查仍然是年年有，且常常成为高考的压轴题，所占分值较大，自然07年的高考也会乐此不疲。 【考点透视】 解决动力学问题有三个基本观点，即是力的观点、动量的观点、能量的观点。 一、知识回顾 1．力的观点 ⑴．匀变速直线运动中常见的公式（或规律）： 牛顿第二定律： 运动学公式：，，，， ⑵．圆周运动的主要公式： 2．动量观点 ⑴．恒力的冲量： ⑵．动量：，动量的变化 ⑶．动量大小与动能的关系 ⑷．动量定理：，对于恒力，通常研究的对象是一个物体。 ⑸．动量守恒定律： 条件：系统不受外力或系统所受外力的合力为零；或系统所受外力的合力虽不为零，但比系统内力小得多，（如碰撞问题中的摩擦力、爆炸问题中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多，可以忽略不计）；或系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零（在该方向上系统的总动量的分量保持不变）。 表达式：对于两个物体有，研究的对象是一个系统（含两个或两个以上相互作用的物体）。 3．用能量观点解题的基本概念及主要关系 ⑴．恒力做功：，， ⑵．重力势能，动能，动能变化 ⑶．动能定理：力对物体所做的总功等于物体动能变化，表达式 ⑷．常见的功能关系 重力做功等于重力势能增量的负值 弹簧弹力做功等于弹性势能增量的负值 有相对时，系统克服滑动摩擦力做功等于系统产生的内能，即 ⑸．机械能守恒：只有重力或系统内的弹力做功系统的总的机械能保持不变。表达式有、、 ⑹．能量守恒：能量守恒定律是自然界中普遍适用的基本规律。 二、力学规律的选用原则： 1．研究某一物体所受力的瞬时作用与物体运动状态的关系时，一般用力的观点解题。 2．研究某一个物体受到力的持续作用而发生运动状态改变时，如果涉及时间的问题一般用动量定理，如果涉及位移问题往往用动能定理。 3．若研究的对象为多个物体组成的系统，且它们之间有相互作用，一般用动量守恒定律和能量守恒定律去解决问题。 提示：在涉及有碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象时，由于它们作用时间都极短，故动量守恒定律一般能派上大用场，但须注意到这些过程—般均隐含有系统机械能与其他形式能量之间的转化。在涉及相对位移问题时，优先考虑能量守恒定律，即用系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量，也等于系统增加的内能。 三、动力学问题的解题步骤 1．认真审题，明确题目所述的物理情景，确定研究对象及物理过程。 2．分析研究对象受力及运动状态和运动状态变化的过程，并作草图。 3．根据运动状态变化的规律确定解题观点，选择恰当的物理公式或规律。 4．根据选择的规律列式，有时还需挖掘题目的其他条件（如隐含条件、临界条件、几何关系等）列出补充方程。涉及矢量时应注意其方向性。 5．代人数据（统一单位）计算结果。 【例题解析】 一、力的观点与动量观点结合 例1　如图所示，长12 m，质量为50 kg的木板右端有一立柱，木板置于水平地面上，木板与地面间的动摩因数为0.1，质量为50 kg的人立于木板左端，木板与均静止，当人以4m/s2的加速度匀加速向右奔跑至板右端时立即抱住木柱，试求：（g取10m/s2） （1）人在奔跑过程中受到的摩擦力的大小。 （2）人从开始奔跑至到达木板右端所经历的时间。 （3）人抱住木柱后，木板向什么方向滑动?还能滑行多远的距离? 解析：人相对木板奔跑时，设人的质量为，加速度为，木板的质量为M，加速度大小为，人与木板间的摩擦力为，根据牛顿第二定律，对人有：； （2）设人从木板左端开始距到右端的时间为，对木板受力分析可知：故，方向向左； 由几何关系得：，代入数据得： （3）当人奔跑至右端时，人的速度，木板的速度；人抱住木柱的过程中，系统所受的合外力远小于相互作用的内力，满足动量守恒条件，有： 　（其中为二者共同速度） 代入数据得，方向与人原来运动方向一致； 以后二者以为初速度向右作减速滑动，其加速度大小为，故木板滑行的距离为。 点拨：用力的观点解题时，要认真分析物体受力及运动状态的变化，关键是求出加速度。 二、动量观点与能量观点综合 例2　如图所示，坡道顶端距水平面高度为，质量为的小物块A从坡道顶端由静止滑下，在进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使