专题一：力学规律的综合应用

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1、专题一：力学三大规律综合应用【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(1).匀变速直线运动屮常见的公式(或规律):牛顿第二定律：F-ma1_1rccr运动学公式：v,=v()+at,s-vl}t，叮一齐)=2处，s=vt,Av=aT''一v2c(2).圆周运动的主要公式：%、=加a向二m—=mrco^2.动量观点⑴.恒力的冲量：I=Ft(2).动量：p=mv,动量的变化Ap=mv2-mv{⑶.动量大小与动能的关系P=4^k⑷.动量定理：/=妙，对于恒力

2、=mv2-mv},通常研究的对彖是一个物体。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，(如碰撞问题屮的摩擦力、爆炸问题屮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〃屮［+m2v2=〃屮；+加2必，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：W=Fscos

3、&,W=Pt.(2).重力势能Ep=mgh,动能Ek-—mv1,动能变化AEk-—mv—mv^222⑶.动能定理：力对物体所做的总功等于物体动能变化，表达式W息=_mv；__mv；⑷.常见的功能关系重力做功等于重力势能增量的负值"g=一匪弹簧弹力做功等于弹性势能增量的负值％，弹=-A£有相对时，系统克服滑动摩擦力做功等于系统产生Q=fl=丄〃诟--mv}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Ek、+Ep、-Ek2+Ep2、AE攵增=AE”减、AE彳增二^Es减⑹.能量守恒：能

4、量守恒定律是自然界屮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一般均隐含有系统机械能与其他

5、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，确定研究対象及物理过程。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、儿何关系等）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

6、析】一、力的观点与动量观点结合例1如图所示，长12m,质量为50kg的木板右端有一立柱，木板置于水平地面上，木板与地面I'可的动摩因数为0」，质量为50kg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：（g1R10m/s2）（1）人在奔跑过程中受到的摩擦力的大小。£I（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？77^777777^777777777.二、动量观点与能量观点综合例2如图所示，在光滑的水

7、平而上有一质量为加，长度为/的小车，小车左端有一质量也是加对视为质点的物块，车子的右壁固定有一个处于锁定状态的压缩轻弹簧（弹簧长度与车长相比可忽略），物块与小车间滑动摩擦因数为“，整个系统处于静止状态。现在给物块一个水平向右的初速度勺，物块刚好能与小车右壁的弹簧接触，此时弹簧锁定瞬间解除，当物块再回到左端时,恰与小车相对静止。求：（1）物块的初速度v0及解除锁定前小车相对地运动的位移。（2）求弹簧解除锁定瞬间物块和小车的速度分别为多少？三、三种观点综合应用例3对于两物体碰撞前后速度在同一直线上，且无机械能损失的碰撞

8、过程，可以简化为如下模型：A.B两物体位于光滑水平面上，仅限于沿同一直线运动。当它们之间的距离大于等于某一定值〃时，相互作用力为零，当它们之间的距离小于〃时，存在大小恒为F的斥力。设/物体质量加］=1.0kg,开始时静止在直线上某点；B物体质量加2=3.0kg,以速度弘从远处沿直线向/运动，如图所示。若J=0.10m,F=0.60N,v0=0.20m/s,求