2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專題系列之熱點(diǎn)專題突破 專題36 用三種觀點(diǎn)解決力學(xué)問題學(xué)案.doc
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突破36 用三種觀點(diǎn)解決力學(xué)問題 一、三種思路的比較 思路 特點(diǎn)分析 適用情況 力的觀點(diǎn)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 分析物體的受力，確定加速度，建立加速度和運(yùn)動(dòng)量間的關(guān)系涉及力、加速度、位移、速度、時(shí)間 恒力作用下的運(yùn)動(dòng) 能量觀點(diǎn)：動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律和能量守恒定律 分析物體的受力、位移和速度，確定功與能的關(guān)系．系統(tǒng)內(nèi)力做功會(huì)影響系統(tǒng)能量涉及力、位移、速度 恒力作用下的運(yùn)動(dòng)、變力作用下的曲線運(yùn)動(dòng)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)、瞬時(shí)作用 動(dòng)量觀點(diǎn)：動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律 分析物體的受力(或系統(tǒng)所受外力)、速度，建立力、時(shí)間與動(dòng)量間的關(guān)系(或動(dòng)量守恒定律)，系統(tǒng)內(nèi)力不影響系統(tǒng)動(dòng)量涉及力、時(shí)間、動(dòng)量(速度) 恒力作用下的運(yùn)動(dòng)、瞬時(shí)作用、往復(fù)運(yùn)動(dòng) 二、三種思路的選擇 解決力學(xué)問題的三種觀點(diǎn)所涉及的主要內(nèi)容是“三個(gè)運(yùn)動(dòng)定律”——牛頓三大定律，“兩個(gè)定理”——?jiǎng)幽芏ɡ砗蛣?dòng)量定理，“三個(gè)守恒定律”——能量守恒定律、機(jī)械能守恒定律和動(dòng)量守恒定律． 一般來講，大多數(shù)力學(xué)問題用上述三種觀點(diǎn)中的任何一種都是可以解決的，但是在選擇解決力學(xué)問題的觀點(diǎn)時(shí)，選擇順序應(yīng)該首先是能量觀點(diǎn)，其次是動(dòng)量觀點(diǎn)，最后才是動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)． 并不是所有的力學(xué)問題只用上述觀點(diǎn)中的任何一種就能解決的，有些問題還需要綜合應(yīng)用上述兩種甚至三種觀點(diǎn)才能解決，所以，要從問題中所涉及的物理量、研究對(duì)象和研究過程的特點(diǎn)等幾個(gè)方面進(jìn)行分析進(jìn)而做出正確而恰當(dāng)?shù)倪x擇． 1．從研究對(duì)象上看 (1)若多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，則一般不宜對(duì)多個(gè)物體整體應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律； (2)若研究對(duì)象為單個(gè)物體，則不能用動(dòng)量觀點(diǎn)中的動(dòng)量守恒定律； (3)若研究對(duì)象為一物體系統(tǒng)，且系統(tǒng)內(nèi)的物體與物體間有相互作用，一般用“守恒定律”去解決問題，但必須注意研究對(duì)象是否滿足定律的守恒條件． 2．從研究過程上看 (1)凡涉及瞬間狀態(tài)的分析和運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的分析，則必須要用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)； (2)凡涉及復(fù)雜的直線或曲線運(yùn)動(dòng)問題，一般要用能量觀點(diǎn)或動(dòng)量觀點(diǎn)； (3)凡涉及短暫的相互作用問題優(yōu)先考慮用動(dòng)量定理； (4)凡涉及碰撞、爆炸、反沖等問題，一般應(yīng)用動(dòng)量守恒定律． 3．從所涉及的物理量看 (1)如果涉及加速度的問題，則一般要用牛頓運(yùn)動(dòng)定律； (2)如果涉及運(yùn)動(dòng)時(shí)間或作用時(shí)間的問題，一般優(yōu)先考慮用動(dòng)量定理，其次考慮用牛頓運(yùn)動(dòng)定律； (3)如果涉及運(yùn)動(dòng)的位移或路程的問題，一般優(yōu)先考慮用功能關(guān)系，其次再考慮用牛頓運(yùn)動(dòng)定律； (4)如果涉及初末速度的問題，一般優(yōu)先考慮用功能關(guān)系，其次考慮用動(dòng)量觀點(diǎn)，最后再考慮用牛頓運(yùn)動(dòng)定律． 當(dāng)然任何問題都有多樣性，上述所說的解決問題的途徑的選擇原則只是指一般情況下的選擇原則，并不是一成不變的．總之，在解決問題時(shí)要根據(jù)問題的特點(diǎn)靈活而恰當(dāng)?shù)剡x擇和應(yīng)用． 【典例1】 如圖所示，一條帶有圓軌道的長軌道水平固定，圓軌道豎直，底端分別與兩側(cè)的直軌道相切，半徑R ＝ 0.5 m。物塊A 以v0 ＝ 6 m/s的速度滑入圓軌道，滑過最高點(diǎn)Q，再沿圓軌道滑出后，與直軌道上P 處靜止的物塊B 碰撞，碰后粘在一起運(yùn)動(dòng)，P 點(diǎn)左側(cè)軌道光滑，右側(cè)軌道呈粗糙段、光滑段交替排列，每段長度都為L ＝ 0.1 m。物塊與各粗糙段間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ ＝ 0.1，A、B 的質(zhì)量均為m ＝1 kg(重力加速度g 取10 m/s2；A、B視為質(zhì)點(diǎn)，碰撞時(shí)間極短)。 (1) 求A 滑過Q 點(diǎn)時(shí)的速度大小v 和受到的彈力大小F； (2) 碰后AB 最終停止在第k個(gè)粗糙段上，求k 的數(shù)值； (3) 求碰后AB 滑至第n 個(gè)(n＜k)光滑段上的速度vn 與n 的關(guān)系式。 【解析】(1) 由機(jī)械能守恒定律得：mv ＝mg(2R)＋mv2 mv＝mv，得：vA＝v0＝6 m/s. AB碰撞后以共同的速度vP前進(jìn)，由動(dòng)量守恒定律得： mvA＝(m＋m)vP， 得：vP＝3 m/s. 總動(dòng)能Ek＝(m＋m)v＝9 J， 滑塊每經(jīng)過一段粗糙段損失的機(jī)械能 ΔE＝fL＝μ(m＋m)gL＝0.2 J. 則：k＝＝45. (3)AB滑到第n個(gè)光滑段上損失的能量 E＝nΔE＝0.2n J， 由能量守恒得：(m＋m)v－(m＋m)v＝nΔE， 代入數(shù)據(jù)解得：vP＝ m/s(n下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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