专题15牛顿定律、动量和能量综合问题

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1、力学综合题解题策略一、力学的基本公式结构⑥⑤⑦③④②①⑨⑧力和运动观点冲量和动量观点功和能观点力学重要公式包括运动学和动力学公式共有九个，它们反映了力学的主要规律和基本原理，这些规律相互关联形成力学定律体系。我们可以以①②③式为基本公式，推出余下的六个公式，也就是说这九个公式中只有三个是独立的。解题时，对每一段运动过程最多只能选出三个公式来求解。当一个物理过程需要四个甚至更多方程求解时，其余的实际上为条件方程。这九个公式的应用条件分别是：⑥⑦⑧⑨既可适用于匀变速直线运动又可适用于非匀变速运动，②③④⑤只适用于匀变速直线运动。除⑥⑧式（功和能的观点）是

2、标量方程外，其余各式均是矢量方程。解题时，必须首先规定正方向，通过符号规则把矢量运算转化为代数运算。这九个公式的应用条件分别是：⑥⑦⑧⑨既可适用于匀变速直线运动又可适用于非匀变速运动，②③④⑤只适用于匀变速直线运动。除⑥⑧式（功和能的观点）是标量方程外，其余各式均是矢量方程。解题时，必须首先规定正方向，通过符号规则把矢量运算转化为代数运算。二、根据物理过程特点选用力学规律1．瞬时过程：力的瞬时作用效应是改变物体的速度，即使物体产生加速度。反映一过程的规律是牛顿第二定律，即①式。单个物体的“a”问题首先考虑牛顿第二定律。2．积累过程：（1）力的空间积累

3、效应是改变物体的动能。反映这一过程的规律是动能定理，即⑥式。单个物体的“s”问题首先考虑动能定理。（2）力的时间积累效应是改变物体的动量。反映这一过程的规律是动量定理，即⑦式。单个物体的“t”问题首先考虑动量定理。3．守恒过程：（1）如果对某个系统而言只有重力和弹簧力做功，那么系统中就只有动能和势能相互转化，系统的机械能保持不变。反映这一过程的规律是机械能守恒定律，即⑧式。（2）系统所受合外力为零，是相互作用的物体间动量传递的过程，在相互作用过程中系统总动量保持不变。反映这一过程的规律是动量守恒定律，即⑨式。三.解题步骤①正确确定研究对象（特别是对多

4、个物体组成的系统），要明确研究对象是某一隔离体还是整体组成的系统）。②正确分析物体的受力情况和运动情况，画出力的示意图，必要时还应画出运动过程的示意图．③根据研究对象和物理过程特点确定选用什么规律，并列方程求解。选用矢量方程必须规定正方向，求出未知量为负值，必须说明负号的物理意义。④最后分析总结，看结果是否合理（比如满足动量守恒定律的碰撞过程不一定都是合理的）如选用能量守恒定律，则要分清有多少种形式的能在转化；如用动量定理和动量守恒定律，则应注意矢量性，根据符号规则将矢量运算转化为代数运算。四、解题操作模式文字情景模型规律解决学生在阅读题目时，通过题

5、目提供的信息，首先画出物体运动情景图象（时空关系，包括动态和静态情景），即在头脑中想象物体的运动过程和空间的几何关系。然后根据情景的特点找出它所对应的物理模型，运用模型的规律解决问题。解题思维：1．情景分析——条件的捕捉，建模能力（画图—建立思维平台）2．思路——定向能力3．关联——联系能力4．分析综合——运化能力1．在真空中光滑水平绝缘面上有一带电小滑块。开始时滑块静止。若在滑块所在空间加一水平匀强电场E1，持续一段时间后立即换成与E1相反的匀强电场E2。当电场E2与电场E1持续时间相同时，滑块恰好回到初始位置，且具有动能Ek。在上述过程中，E1对

6、滑块的电场力做功为W1，冲量大小为I1；E2对滑块的电场力做功为W2，冲量大小为I2。则（）A．I1=I2B．4I1=I2C．W1=W2D．3W1=W2D解法1：（牛顿定律和运动学）st-stv1xv2F1F2负号表示a2与规定正方向相反。确定两段运动性质和时间、位移关系是解题的出发点，运动学公式的矢量性的正确处理是解题的易错点。加速度是力和运动联系的桥梁。st-stvx解法2：（牛顿定律和运动学）F1F2过程2属于“类竖直上抛运动”，注意整段应用运动学公式的矢量性的正确应用。合外力是联系运动学和冲量及功的桥梁。滑块在电场E1中运动的过程中做初速度为

7、零的匀加速运动滑块在电场E2中运动的过程中，做类竖直上抛运动解法3：（动量定理）st-stv1xv2F1F2规定滑块在电场E1中运动的方向为正方向，对滑块在两个电场中的运动分别根据动量定理根据滑块在两个电场中运动的时间和位移关系得确定两段运动性质和时间、位移关系是解题的出发点，单个物体的“t”问题首先考虑动量定理。动量定理是矢量方程，根据符号规则把矢量运算转化为代数运算。解法4：（动能定理）st-stv1xv2F1F2对滑块在两个电场中的运动分别根据动能定理根据滑块在两个电场中运动的时间和位移关系得确定两段运动性质和时间、位移关系是解题的出发点。单个

8、物体的“s”问题首先考虑动能定理。动能定理是标量方程，不用建立坐标系。2.（1992年全国物理卷31）如图所