第2轮能力专题力学规律的综合应用.ppt

* 2006---2007高考复习 2007、3 第二轮能力专题：力学规律的综合应用 专题解说 一.三个观念及其概要 力学规律的综合应用是指运用三个观念解题： 动力学观念：包括牛顿定律和运动规律； 动量的观念：包括动量定理Ft=Δp和动量守恒定律m1v1+m2v2=m1v1/+m2v2/； 能量的观念：包括动能定理W总＝ΔEK和能量守恒定律E初＝E末． 功、机械能知识 (力对空间的累积) 动量知识 (力对时间的累积) 物体平衡 曲线运动、万有引力定律 机械振动和机械波 力的知识 运动学知识 基础知识 基本理论 重要应用 牛顿运动定律 (力与运动的关系) 专题解说 1. 动力学观念----力的瞬时作用效应 力的瞬时作用效应是改变物体的速度，使物体产生加速度。牛顿第二定律F=ma表示了力和加速度之间的关系。若已知物体的受力情况，由牛顿第二定律求出加速度，再由运动学公式就可以知道物体的运动情况；若已知物体的运动情况，知道了加速度，由牛顿第二定律可以求出未知的力。做匀速圆周运动物体所受的合外力是向心力，向心力跟向心加速度的关系也同样遵从牛顿第二定律。 专题解说 力的时间积累效应是改变物体的动量。动量定理I=Δp表示了外力的冲量和物体动量变化之间的关系。在确定了研究对象（系统）后，系统内各物体间的相互作用的内力总是成对出现的，且在任意一段时间内的总冲量一定为零，所以系统的内力只能改变系统内某一物体的动量，不改变系统的总动量。动量定理适用于某个物体，也适用于由若干物体组成的系统。在系统所受合外力为零的条件下，该系统的总动量守恒。 2. 动量的观念----力的时间积累效应。 专题解说 3.能量的观念----力的空间积累效应。 力的空间积累效应是改变物体的动能。动能定理W=ΔEK表示了外力做功和物体动能变化之间的关系。与冲量不同的是：即使合外力对系统不做功，但系统内一对内力在同一时间内的位移可能不相等，因此其做的总功可能不是零，从而改变系统的总动能。因此一般情况下，动能定理只能用于单个的物体而不能用于由若干物体组成的系统。如果对某个系统而言只有重力和弹力做功，那么系统中就只有动能和势能相互转化，其总和保持不变，机械能守恒。 专题解说 二.规律选择与解题步骤 ①对单个物体的讨论，宜用两大定理，涉及时间（或研究力的瞬时作用）优先考虑动量定理，涉及位移及功优先考虑动能定理； ②对多个物体组成的系统讨论，则优先考虑两大守恒定律； ③涉及物理量是瞬时对应关系或加速度的力学问题常用牛顿运动定律，必要时再用运动学公式． 动量与能量的两个定律和两个定理，只考查一个物理过程的始末两个状态，对中间过程不予以细究，特别是变力问题，就显示出其优越性。 分析综合类问题时，应首先建立清晰的物理图景、抽象出物理模型、选择物理规律、建立方程进行求解。 专题解说 解题步骤: ①正确确定研究对象（特别是对多个物体组成的系统），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的位置图． ③根据上述情况确定选用什么规律，并列方程求解． ④最后分析总结，看结果是否合理，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，解题时先选取正方向． 专题聚焦 例1.如图所示，一质量为M、长为L的长方形木板B放在光滑的水平地面上，在其右端放一质量为m的小木块A，m＜M0现以地面为参照系，给A和B以大小相等、方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，但最后A刚好没有滑离B板。 （1）若已知A和B的初速度大小为v0，求它们最后的速度大小和方向. （2）若初速度的大小未知，求小木块A向左运动到达的最远处（从地面上看）离出发点的距离. v0 v0 B A 解：方法1、用牛顿第二定律和运动学公式求解。 L1 L 2 L0 A刚好没有滑离B板,表示 当A滑到B板的最左端时, A、B具有相同的速度,设此速度 为v,经过时间为t,A、B间的滑动 摩擦力为f.如图所示。 专题聚焦 v0 v0 B A L1 L 2 L0 对A据牛顿第二定律和运动学公式有： f=maA……① v=－v0+aAt……② 对B据牛顿第二定律和运动学公式有： f=MaB……④ v=v0－aBt……⑤ 由图示关系有：L0+(－L2)=L； 由①②④④得它们最后的速度为: 方向向右。 对A，向左运动的最大距离为 规定向右方向为正方向,则 ③ ……⑥ 代入⑤⑥得 专题聚焦 方法2、用动能定理和动量定理求解。 A刚好没有滑离B板，表示当A滑到B板的最左端时，A、B具有相同的速度，设此速度为v，经过时间