高三物理第二轮专题复习：专题二——力学规律的综合应用

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1、2009二轮复习专题二力学规律的综合应用【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

2、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

3、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

4、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。【例题解析】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，木板与地面间的动摩因数为0.1，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：（g取10m/s2）（1）人在

5、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）

6、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A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端与质量为m2的挡板B相连，弹簧处于原长时，B恰位于滑道的末端O点。A与B碰撞时间极短，碰后结合在一起共同压缩弹簧，已知在OM段A

7、、B与水平面间动摩擦因数均为，其余各处的摩擦不计，重力加速度为，求：（1）物块A在与挡板B碰撞前瞬间速度的大小。（2）弹簧最大压缩量为d时的弹性势能（设弹簧处于原长时弹性势能为零）。解析：（1）物块A在坡道上滑行时只有重力做功，满足机械能守恒的条件，有，故。（2）A、B在水平道上碰撞时内力远大于外力，A、B组成的系统动量守恒，有接着A、B一起压缩弹簧到最短，在此过程中A、B克服摩擦力所做的功由能量守恒定律可得，所以。点拨：有关弹簧的弹性势能，由于教材中没有给出公式，因此一般只能通过能量的转化和守恒定律来计算。能量

8、守恒是自然界普遍遵守的规律，用此观点求解的力学问题可以收到事半功倍的效果，认真分析题中事实实现了哪些能量的转化和转移，否则可能会前功尽弃。例3　如图所示，在光滑的水平面上有一质量为m，长度为的小车，小车左端有一质量也是m可视为质点的物块，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