2022年高考知识点巡查专题力学规律的选择和综合运用.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全专题九 力学规律的挑选和综合运用本部分常见的失分点有：1.对各物理量间关系的辨析不正确 . 2.不能对同一物理背景运用不同的力学规律进行分析 . 3.不能顺当地将一个实际问题转化为熟知的物理模型 . 造成失误的根源在于：缺乏对基础学问的懂得,特殊是各物理规律的内涵及其间的内在联系不清晰； 阅读懂得才能、分析综合才能、发散思维才能较差,不能独立地对试题所给的物理情境、物理过程、物理条件进行概括和抽象 . 例 1.（2002 年上海）一航天探测器完成对月球的探测任务后,在离开月球的过程中,由静止开头沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行,先加

2、速运动,再匀速运动 .探测器通过喷气而获得推动力 .以下关于喷气方向的描述中正确选项A. 探测器加速运动时,沿直线向后喷气B.探测器加速运动时,竖直向下喷气C.探测器匀速运动时,竖直向下喷气D.探测器匀速运动时,不需要喷气雷区探测此题运用牛顿运动定律争论探测器远离月球的运动 做加速直线运动、匀速直线运动的条件 . 雷区诊断.重点考查了运动和力的关系及物体航天器离开月球的过程中先做加速直线运动后做匀速运动 .物体做变速直线运动的条件是物体所受合外力与其运动方向在一条直线上,物体做匀速运动所受合外力必需为零 . 探测器除受到月球引力外,仍受到通过喷气而获得的推力 与引力的合力与速度方向相同,引力指

3、向月球,就推力必如图.在做加速直线运动时,推力 91 所示,喷气方向与此力方向相反,即斜向下喷气 .在做匀速运动时,推力平稳引力,推力竖直向上,即竖直向下喷气. 正确解答 C 图 91 例 2.（2002 年全国）在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球A、B,质量都是 m.现 B 球静止, A 球向 B 球运动,发生正碰.已知碰撞过程中总机械能守恒,两球压缩最紧时的弹性势能为Ep,就碰前A 球的速度等于名师归纳总结 A.EpB. 2 Ep第 1 页,共 10 页mm- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全C.2EpD.22 Epmm雷区探测此题考查两

4、小球相互作用的过程分析,方法 . 考查应用动量守恒和能量关系解题的基本思路和雷区诊断 A、B 碰撞过程中,满意动量守恒定律,且随着形变量的增加 .弹性势能增加,系统总动能削减,当二球的速度相等时,两球压缩最紧即形变量最大 .设 A 球的初速度为 v0,二者压缩最紧时的速度为 v,由动量守恒定律mv0=2mv 由机械能守恒定律 1mv0 2= 1 2mv 2+Ep 2 2Ep由以上二式可解得 v0=2m正确解答 C 例 3.（2000 年京、皖春季）相隔肯定距离的A、B 两球,质量相等,假定它们之间存在恒定的斥力作用 .原先两球被按住,处于静止状态 .现突然松开两球,同时给 A 球以速度 v0,

5、使之沿两球连线射向 B 球,B 球初速为零 .如两球间的距离从最小值 两球未接触 到刚复原到原始值所经受的时间为 t0.求 B 球在斥力作用下的加速度 . 雷区探测此题考查动量守恒定律、动能定理、牛顿运动定律及运动学公式的综合应用 . 要求通过过程分析、做图得出何时二者间距最小及二者的位移关系 . 会依据不同过程的特点列出相应的物理方程 . 雷区诊断此题解题关键是要细致地分析A、B 两球的相互作用过程,充分利用已知条件,深化挖掘隐含条件,找准各量之间关系 . 松开 A 后,通过受力分析确定 A 以初速度 v0 做匀减速直线运动,B 由静止开头做匀加速直线运动 .未达相同速度前,A 在任一段时间

6、内的平均速度较 B 球大,故在相同时间内 A发生的位移更多些,故 A、B 间距逐步减小 .达到相同速度后,A 仍减速, B 连续加速,此后B 球速度要大于 A 球速度,即在相同的时间段内,B 的位移开头大于 A 的位移,这样,A、B 之间距又开头增加 .故可判定当 A、B 速度相等时, A、B 间距最小 . 开头 A、B 相距 l,距离最小后, A、B 间距再复原到l,也就告知我们,在这一过程中,A 所发生的位移与B 所发生的位移相等.如图 92 所示 . 图 92 通过以上分析, 发觉了重要临界条件或重要中间状态,找到正确的位移、速度关系,问名师归纳总结 题就很简单解决了. 第 2 页,共

7、10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全正确解答以 m 表示每个球的质量,F 表示恒定斥力,L 表示两球间的原始距离.松开后, A 球做初速为 v0 的匀减速运动, B 球做初速度为 0 的匀加速运动 .设在两球间的距离由 l变小到复原到 L 的过程中, A 球的路程为 LA,B 球的路程为 LB；刚复原到原始长度时,A球的速度为 vA,B 球的速度为 vB.由动量守恒定律有 mv0mvAmvB由功能关系,得 FL A1mv0 21mvA 22 21 2FL BmvB2由于初态和末态两球之间的距离相等,故有 LAB由以上解得 vBv0,vA

8、0 当两球的速度相等时,距离最小,设此时球的速度为 u,就由动量守恒定律,得 mv0m+mu 设 a 为 B 球的加速度,就有：vBu+at0得： a=v 02t0例 4.（2001 年全国）“ 和平号” 空间站已于今年 一个近圆轨道 可近似看作圆轨道3 月 23 日胜利坠落在南太平洋海疆,坠落过程可简化为从 开头,经过与大气摩擦,空间站的绝大部分经过升温、熔化,最终汽化而销毁,剩下的残片坠入大海 .此过程中,空间站原先的机械能中,除一部分用于销毁和一部分被残片带走外,仍有一部分能量 E 通过其他方式散失 不考虑坠落过程中化学反应的能量 .1 试导出以以下各物理量的符号表示散失能量 E 的公式

9、 .（ 2）算出E 的数值 结果保留两位有效数字 . 坠落开头时空间站的质量 M 1.17 10 5 kg；轨道离地面的高度为 h=146 km；地球半径 R6. 106 m；坠落空间范畴内重力加速度可看作 g10 m/s 2；入海残片的质量 m1.2 10 kg；入海残片的温度上升 T3000 ；入海残片的入海速度为声速 v=340 m/s；空间站材料每 1 kg 升温 1 平均所需能量 C1.0 103 J；每销毁 1 kg 材料平均所需能量 1.0 10 7 J. 雷区探测1.处理此题要求考生有较强的审题才能,通过懂得题意,建立生动的物理情境,抽象出物理模型 . 2.此题考查了牛顿其次定

10、律、能的转化和守恒定律,要求考生会确定某一状态的动能和势能,懂得重力势能的相对性（参考平面的确定）. 3.此题要求考生有较强的运算才能 . 雷区诊断此题重点考查了能量守恒的思想.空间站从运行到销毁E,总的过程中,原有机械能一部分用于销毁,一部分被残片带走,另一部分散失能量保持不变 . 空间站在近圆轨道上既有动能又有重力势能 变,以地面为参考平面,可确定空间站重力势能.考虑到坠落空间范畴重力加速度认为不 .由重力充当向心力可建立空间站在轨道上名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全运行的动力学方程,由此确定其动能

11、 . 留意在解题过程中,中间进行公式字母运算找到 否就会增大题目难度,耗费大量时间 . E 表达式,无须中间进行数字运算,正确解答1依据题给条件,从近圆轨道到地面的空间中重力加速度g10 m/s2.如以地面为重力势能零点,坠落过程开头时空间站在近圆轨道的势能为Epmgh 以 v 表示空间站在近圆轨道上的速度,由牛顿定律可得MgMv2r其中 r 为轨道半径,如以R地表示地球半径,就r=R地h 由、式可得空间站在近圆轨道上的动能为Ek1Mg（R地h）2由、式得,在近圆轨道上空间站的机械能EMg（1R地3h）22在坠落过程中,用于销毁部分所需的能量为Q 汽（ M m）用于残片升温所需的能量Q 残cm

12、 T 残片的动能E残12 mv2以 E 表示其他方式散失的能量,就由能量守恒得 E 汽残E残E由此得： E Mg（13 R地 21 h）（ Mm） 2mv 2cm T 22以题给数据代入得E 2.9 10 12 J 例 5.（1998 年全国）一段凹槽 A 倒扣在水平长木板C 上,槽内有一小物块B,它到槽两内侧的距离均为L ,2如图 9 3 所示 .木板位于光滑水平的桌面上,槽与木板间的摩擦不计,小物块与木板间的摩擦系数为 .A、B、C 三者质量相等,原先都静止,现使槽A 以大小为 v0 的初速向右运动,已知 v02gL.当 A 和 B 发生碰撞时,两者速度互换.求：图 9 3 1从 A、B

13、发生第一次碰撞到其次次碰撞的时间内,木板 C 运动的路程 . 2在 A、B 刚要发生第四次碰撞时,A、B、C 三者速度的大小 . 雷区探测此题涉及到多物体,多次相互作用的问题 能量关系等重要学问点 . .涉及到应用运动和力的关系、动量守恒定律、名师归纳总结 对物理过程分析, 抓住重要的时刻和过程进行深化分析以及找到关键的已知条件、挖掘第 4 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全隐含条件都是正确列出方程进行分析求解的关键 . 雷区诊断此题要求同学能够独立地对试题所给的物理情境进行分析,运用所学的物理学问、物理规律分析和解决问题 .

14、 弄清晰物理过程, 能够敏捷该题易判定出应用动量守恒定律和功能关系求解,但两规律都需对物体运动的末状态速度进行判定 .这就需要分析物体运动过程中的动力学因素 .第一次碰撞后,B 物体做匀减速运动, C 做匀加速运动,在其次次碰撞之前,B、C 两物体能否连续这种运动,就需从运动状态变化的根本缘由受力来分析,B、C 两物体做匀变速运动是由于它们之间相互作用的滑动摩擦力,而该力存在的基础是 B、C 能否发生相对运动,这就要求分析 A、B 发生其次次碰撞之前能否达到共速,这就是该题的“ 题眼”每次碰撞 A、B 速度均互换 . 该题能充分表达力学综合题的解题思路.另外,再留意到每次均为弹性碰撞,即 .在

15、动力学帮助下应用功能关系及动量守恒求解,而在分析动力学因素时,物体的运动和受力又是相辅相成的 . 正确解答 1A 与 B 发生第一次碰撞后,A 停下不动, B 以初速度 v0 向右运动 .由于摩擦, B 向右做匀减速运动,而 C 向右做匀加速运动,两者速率逐步接近 .设 B、C 达到相同速度 v1 时 B 移动的路程为s1,设 A、B、C 质量皆为 m,由动量守恒定律,得mv02mv1 1mv2 012 mv1 由动能关系,得 mgs122由得： v11v02代入式,得s13 v 028g依据条件 v02 gL 得 s1可见,在 B、C 达到相同速度3L 4v1 时, B 尚未与 A 发生其次

16、次碰撞 .B 与 C 一起将以 v1 向右匀速运动一段距离L-s1后才与 A 发生其次次碰撞.设 C 的速度从零变到v1的过程中, C 的路程为 s2,由功能关系,得 mgs21mv2 1 v1.刚碰撞后,v2.由动量2解得 s2v 028g因此在第一次到其次次碰撞间C 的路程为：ss2Ls1Lv 024g2由上面争论可知,在刚要发生其次次碰撞时,A 静止, B、C 的速度均为B 静止, A、C 的速度均为v1.由于摩擦, B 将加速, C 将减速,直至达到相同速度守恒定律得mv12mv2 解得 v21v11v024因 A 的速度 v1 大于 B 的速度 v2,故第三次碰撞发生在A 的左壁 .

17、刚碰撞后, A 的速度变名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全为 v2,B 的速度变为v1,C 的速度仍为v2.由于摩擦, B 减速, C 加速,直至达到相同速度v3.由动量守恒定律,得mv1mv22mv3. C 做初速为零的匀加速直线运动,解得 :v33v 0. 8故刚要发生第四次碰撞时,A、B、C 的速度分别为vAv21v0,vBvCv33v048注：第 1问的解法是许多的,下面列几种解法,仅供参考mv0 2mv1,所以 v11v02设 s 为 B 相对 C 运动的路程,由功能关系有： mg s1mv2

18、01 22mv2 1,所以 s2 v 04g2由于 B、C 两者运动的方向相同, ssC,所以 sCv204gmv0 2mv1,所以 v11v02设 B 与 C 相对滑动的时间为t,由动量定理,对 C： mgtmv10,所以 tv02g所以 sBv 02v1t23 v 0 ,sC8 gv 1t2 v 028g所以 ssCsBv204gB 与 C 相互作用的过程中,B 做匀减速直线运动,将此过程画出vt 图线,如图9 4 所示 . 图 94 从图中可以看出,C 物体的位移为B 物体的位移减去图中阴影部分的面积,而B 物体的位移为 L. 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 10

19、 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全s1v0t,而1v0aCt,aC g222所以 tv 0,所以 sv 03 g 4 g1.某人身系弹性绳自高空 P 点自由下落, 如图 95 a 点是弹性绳的原长位置,c 是人所到达的最低点,b 是人静止地悬吊着时的平稳位置 .不计空气阻力,就以下说法中正确选项图 95 A.从 P 到 c 过程中重力的冲量大于弹性绳弹力的冲量B.从 P 到 c 过程中重力所做的功等于人克服弹力所做的功C.从 P 到 b 的过程中人的速度不断增大D.从 a 至 c 的过程中加速度方向保持不变2.有两个物体a、b 其质量分别为ma和 mB,且 mam

20、B.它们的初动能相同.如 a 和 b 分别受到不变的阻力Fa 和 F B 的作用,经过相同的时间停下来,它们的位移分别为sa 和 sB,就A. FaFB且 sasBB.FaFB且 sasBC.FaFB且 sasBD.FaFB且 sasB3.在光滑水平面上,放着两块长度相同、质量分别为 M 1和 M2的木板, 在两木板的左端各放一个大小、外形、质量完全相同的物块,如图 96 所示,开头时,各物均静止 .今在两物块上各作用水平恒力 F 1、F 2,当物块与木板分别时,两木板的速度分别为 v1 和 v2.物块与两木板之间的动摩擦因数相同 .以下说法正确选项图 96 A.如 F 1F2, M1M2,就

21、 v1v2B.如 F 1F2, M1M2,就 v1v2C.如 F 1F2, M1M2,就 v1v2D.如 F 1F2, M1M2,就 v1v2名师归纳总结 4.据报道, 1994 年 7 月中旬,苏梅克列韦9 号彗星 已分裂成如干碎块将与木星相第 7 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全撞,碰撞后彗星发生庞大爆炸,并与木星融为一体.假设其中的一块质量为1.0 1012 kg,它相对于木星的速度为6.0 10m/s,在这块彗星与木星碰撞的过程中,它对木星的冲量是 _J.（木星质量远大于彗星质量）_N s,缺失的机械能是5.如图 9

22、7 所示,水平桌面上放着一个半径为R 的光滑环形轨道,在轨道内放入两个质量分别是M 和 m 的小球 可看成质点 ,两球间夹着一短弹簧.开头时两球将弹簧压缩,松手后,弹簧最终不动,两球沿轨道反向运动一段时间后又相遇.在此过程中, M 转过的角度 是多少 .假如压缩弹簧的弹性势能是E,就从松手到两球相遇所用的时间是多少. 图 97 6.一劲度系数 k800 ./m 的轻质弹簧两端各焊连着一个质量均为 m=12 kg 的物体 A、B.竖直静止在水平地面上如图 98 所示,加一竖直向上的力 F 在上面物体 A 上,使 A 开头向上做匀加速运动,经 0. s,B 刚要离开地面,设整个过程弹簧都处于弹性限

23、度内 . 图 98 求： 1此过程中所加外力 F 的最小值和最大值 . 2此过程中力 F 所做的功 . 7.有两块匀称薄物块,长度均为 0.75 m,在平台上静止时,相对位置如图 99 所示 .A物块质量为 5 kg , B 物块质量为 3 kg ,两物块与平台间的动摩擦因数为 0.2,用一水平向右的恒力作用在 A 物块上,作用时间为 2 s, A 与 B 发生碰撞时间极短,且无能量缺失 .为使 B物块能从平台右侧滑下,试求恒力最小为多大 . 图 99 8.如图 910 所示,质量M =4 kg 的木滑板 B 静止放在光滑水平面上,滑板右端固定着一根轻质弹簧,弹簧的自由端 C 到滑板左端的距离

24、 l=0.5 m ,这段滑板与木板 A 之间的动摩擦因数 0.2；而弹簧自由端 C 到弹簧固定端 D 所对应的滑板上表面光滑 .可视为质点的小木块 A 的质量 m=1 kg,原先静止于滑板左端 .当滑板 B 受水平向左的恒力 F1N 作用时间 t 后撤去, 这时木块 A 恰好到达弹簧的自由端C 处.假设 A、B 间的最大静摩擦力跟滑动摩名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全擦力相等, g 取 10 m/s 2,试求：图 910 1水平恒力 F 的作用时间 t. 2木块 A 压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能 .

25、 9.一平板小车放在光滑水平面上,今有质量均为m 的物体 A 和 B 分别以 2v0和 v0的初速沿同始终线从小车 C 两端相向水平滑上小车,如图 911 所示 .设 A、B 两物体与小车的动摩擦因数均为 ,小车质量也为 m. 图 911 1由开头滑上平板车到两物体都静止在小车上为止,B 通过的总路程是多大.经过的时间是多长 .物体 A、B 可视为质点 2为使 A、B 两物体不相碰,小平板车的长度至少为多大 . 10.如图 912 所示,质量为 M、长 L1.0 m、右端带有竖直挡板的木板 B,静止在光滑水平面上,一个质量为 m 的小木块 可视为质点 A,以水平速度 v 0 .0 m/s 滑上 B 的左端,然后与右端挡板碰撞,最终恰好滑到木板 B 的左端,已知 M/m=3,并设 A 与挡板碰撞时无机械能缺失,碰撞时间可以忽视,求：图 912 1A、B 最终速度；2木块 A 与木板 B 间动摩擦因数；3在图 913 所给坐标中画出此过程中B 相对地的 vt 图线 . 图 9 13 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 10 页