PAGE12
模型35解动力学问题的三大观点及选用原则
01模型概述
01模型概述
1.解动力学问题的三个基本观点
1)动力学观点:运用牛顿运动定律结合运动学知识解题,可处理匀变速运动问题.
2)能量观点:用动能定理和能量守恒观点解题,可处理非匀变速运动问题.
3)动量观点:用动量守恒观点解题,可处理非匀变速运动问题.用动量定理可简化问题的求解过程.
2.力的三个作用效果及五个规律
1)力的三个作用效果
作用效果
对应规律
表达式
列式角度
力的瞬时作用效果
牛顿第二定律
F合=ma
动力学
力在空间上的积累效果
动能定理
W合=ΔEk即W合=eq\f(1,2)mv22-eq\f(1,2)mv12
功能关系
力在时间上的积累效果
动量定理
I合=Δp即FΔt=mv′-mv
冲量与动量的关系
2)两个守恒定律
名称
表达式
列式角度
能量守恒定律(包括机械能守恒定律)
E2=E1
能量转化(转移)
动量守恒定律
p2=p1
动量关系
3.力学规律的选用原则
1)如果要列出各物理量在某一时刻的关系式,可用牛顿第二定律.
2)研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时,一般用动量定理(涉及时间的问题)或动能定理(涉及位移的问题)去解决问题.
3)若研究的对象为一物体系统,且它们之间有相互作用,一般用动量守恒定律和机械能守恒定律去解决问题,但需注意所研究的问题是否满足守恒的条件.
4)在涉及相对位移问题时则优先考虑能量守恒定律,系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量,即转化为系统内能的量.
5)在涉及碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象时,需注意到这些过程一般均隐含有系统机械能与其他形式能量之间的转化,作用时间都极短,因此用动量守恒定律去解决.
6)对多个物理过程进行整体思考,即把几个过程合为一个过程来处理,如用动量守恒定律解决比较复杂的运动。
7)对多个研究对象进行整体思考,即把两个或两个以上的物体作为一个整体进行考虑,如应用动量守恒定律时,就是把多个物体看成一个整体(或系统)。
8)若单独利用动量观点(或能量观点)无法解决问题,可尝试两种观点结合联立方程求解。
02典题攻破
02典题攻破
1.灵活应用力学三大观点解题
【典型题1】(2025·浙江·一模)如图所示,光滑板车由一个半径,夹角光滑圆弧轨道与粗糙度可由神奇遥控器随时调节的长的水平板平滑连接,光滑板车的质量,一个质量为的小球从A点水平抛出,初速度,恰好能沿着圆弧进入圆弧轨道。除水平板外一切摩擦均不计。
(1)小球的抛出点距离点的高度;
(2)若板车固定在水平面上,求小球首次到达点小车对小球的支持力;
(3)若板车不固定,求小球首次到达点时小车对小球的支持力大小;
(4)调节水平板的摩擦因素,使得从抛出开始计时,经过0.92s物块恰好位于水平板中间的位置,求此时小车对地位移的大小?
03针对训练
03针对训练
1.(2025·湖北·一模)如图所示,光滑水平面与光滑曲面平滑连接,水平面上有两个半径相同的小球A和B,小球B的质量是小球A的质量的三倍。现让A球以速度向右运动与静止的B球发生弹性正碰,碰后小球B沿曲面上升到最大高度后又沿曲面返回到水平面,重力加速度的大小为g,求
(1)碰后小球A、B的速度大小;
(2)小球B沿曲面上升的最大高度。
2.(2025·湖北·一模)如图甲所示,竖直轻弹簧固定在水平地面上。质量为m的铁球由弹簧的正上方h高处A点自由下落,在B点与弹簧接触后开始压缩弹簧,铁球下落到的最低点为C点。以A点为坐标原点,沿竖直向下建立x轴,铁球从A到C过程中的加速度a—位移x图像如图乙所示,图像与x轴的交点坐标为。已知,不计空气阻力,重力加速度的大小为g,求
(1)轻弹簧的劲度系数;
(2)铁球下落过程中的最大速度;
(3)铁球下落过程中的最大加速度。
3.(2025·湖北黄冈·一模)如图所示,匀质木板A、B右端对齐静止叠放于光滑水平面上,木板A的质量为m、长度为L,木板B的质量为、长度,A、B间动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g。
(1)若对A施加水平向右的拉力F,A、B间恰好发生相对滑动,求F的大小;
(2)若对A施加水平向右的恒力,求木板A、B左端对齐所需时间;
(3)若地面不光滑,木板A与地面间的动摩擦因数为,对B施加水平向左的恒力,作用一段时间后再撤去,木板B恰好未从木板A上掉落。求木板B速度的最大值和木板A运动的总时间t。
4.(2025·重庆·模拟预测)如图所示,一足够长的倾斜传送带以速度v=5m/s沿顺时针方向匀速转动,传送带与水平方向的夹角θ=37°。质量均为m=5kg的小物块A和B由跨过定滑轮的轻绳连接,A与定滑轮间的绳子