2018届高考物理二轮复习第五章能量和动量高考研究四解决力学问题的三大观点课件
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第5讲 ⎪⎪⎪谙熟“三看、两法”,破解力学图像三类问题 [考法·学法]运动学图像和动力学图像一直是高考的热点,考查角度一般有三个:一是会识图,理解图线、斜率、截距、面积的意义,能根据需要列出函数关系式;二是会作图,依据物理现象、物理过程、物理规律作出图像;三是会用图,能结合物理公式和图像等解决物理问题。
高考中一般考查这三类问题: ①应用运动图像分析物体的运动规律 ②应用动力学图像考查牛顿运动定律 ③根据物理情景描绘或者选择物理图像 用到的思想方法主要有: ①图像法 ②等效法③作图法一、应用运动图像分析物体的运动规律基础保分类考点 1.“三看”图像(1)看清坐标轴所表示的物理量:是运动学图像(v t、x t、a t),还是动力学图像(Fa、Ft、Fx),明确因变量与自变量的制约关系。
(2)看图线本身:识别两个相关量的变化趋势,进而分析具体的物理过程。
(3)看交点、斜率和“面积”:明确图线与图线的交点、图线与坐标轴的交点、图线斜率、图线与坐标轴围成的面积的物理意义。
2.解答图像问题的“两法” (1)公式与图像的转化要作出一个确定的物理图像,需要得到相关的函数关系式。
在把物理量之间的关系式转化为一个图像时,最重要的就是要明确公式中的哪个量是自变量,哪些量是常量,关系式描述的是哪两个物理量之间的函数关系。
(2)图像与情境的转化运用物理图像解题,还需要进一步建立物理图像和物理情境之间的联系,根据物理图像,想象出图像所呈现的物理现象、状态、过程和物理变化的具体情境,因为这些情境中隐含着许多解题条件,这些过程中体现了物理量相互制约的规律,这些状态反映了理论结果是否能与现实相吻合,这些正是“审题”“分析”“审视答案”等解题环节所需要解决的问题。
[全练题点]1.(2020届高三·平顶山联考)设竖直向上为y 轴正方向,如图所示曲线为一质点沿y 轴运动的位置—时间(y t)图像,已知图线为一条抛物线,则由图可知( )A .t =0时刻质点速度为0B .0~t 1时间内质点向y 轴负方向运动C .0~t 2时间内质点的速度一直减小D .t 1~t 3时间内质点相对坐标原点O 的位移先为正后为负解析:选C 在t =0时刻y t 图线斜率不为0,说明t =0时刻质点速度不为0,0~t 1时间内质点向y 轴正方向运动,故A 、B 错误。
例题1如图,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,一个质量也为m的小球从槽高h处开始自由下滑()A. 在以后的运动过程中,小球和槽的动量始终守恒B. 在下滑过程中,小球和槽之间的相互作用力始终不做功C. 被弹簧反弹后,小球和槽都做速率不变的直线运动D. 被弹簧反弹后,小球和槽的机械能守恒,小球能回到槽高h 处解析:小球在槽上运动时,由于小球受重力,故两物体组成的系统外力之和不为零,故动量不守恒;当小球与弹簧接触后,小球受外力,故动量不再守恒,故A 错误;下滑过程中两物体都有水平方向的位移,而力是垂直于球面的,故力和位移夹角不垂直,故两力均做功,故B 错误;因两物体之后不受外力,故小球脱离弧形槽后,槽向后做匀速运动,而小球反弹后也会做匀速运动,故C 正确;因两物体具有相同的向左的速度,故两物体不会相遇,小球更不可能到达顶部;故D 错误。
答案:C例题2 如图所示,小车M 由光滑的弧形段AB 和粗糙的水平段BC 组成,静止在光滑水平面上。
当小车固定时,从A 点由静止滑下的物块m 到C 点恰好停止。
如果小车不固定,物块m 仍从A 点静止滑下( )A. 还是滑到C 点停住B. 滑到BC 间某处停住C. 会冲出C 点落到车外D. 上述三种情况都有可能解析:小车固定时恰能滑到C 点,机械能会全部转化为内能;当小车不固定时,由动量守恒知,小车与物体的最终速度都为零,故机械能全部转化为内能,即两过程都有Mgh A =BC f L F 因此两次滑过的路程相等,所以A 对,B 、C 、D 错。
答案:A例题3 如图所示,固定在地面上的光滑轨道AB 、CD ,均是半径为R 的14圆弧。
一质量为m 、上表面长也为R 的小车静止在光滑水平面EF 上,小车上表面与轨道AB 、CD 的末端B 、C 相切。
一质量为m 的物体(大小不计)从轨道AB 的A 点由静止下滑,由末端B 滑上小车,小车在摩擦力的作用下向右运动。
必考热点3 动量观点和能量观点的应用热点阐释动量观点和能量观点是解决力学问题的重要途径,功能关系(含动能定理和机械能守恒定律),动量观点(含动量定理和动量守恒定律)是近几年高考理科综合物理命题的核心,选择题、计算题中均有表现,试题灵活性强,难度较大,能力要求高,且常常与牛顿运动定律、圆周运动、电磁学等知识综合命题。
一、选择题(1~5题为单项选择题,6~7题为多项选择题)1.如图1所示,物块的质量为m ,它与水平桌面间的动摩擦因数为μ。
起初,用手按住物块,物块的速度为零,弹簧的伸长量为x 。
然后放手,当弹簧的长度回到原长时,物块的速度为v 。
那么此进程中弹力所做的功为( )图1A.12mv 2-μmgx B.μmgx -12mv 2C.12mv 2+μmgx D.以上选项均不对解析 设W T 为弹力对物体做的功,因为克服摩擦力做的功为μmgx ,由动能定理得W T -μmgx =12mv 2-0,得W T=12mv 2+μmgx 。
答案 C2.如图2,滑腻圆轨道固定在竖直面内,一质量为m 的小球沿轨道做完整的圆周运动。
已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N 1,在最高点时对轨道的压力大小为N 2。
重力加速度大小为g ,那么N 1-N 2的值为( )图2A.3mgB.4mgC.5mgD.6mg解析 小球在最低点有N 1-mg =m v 21r ,小球在最高点有N 2+mg =m v 22r,从最低点到最高点,依照机械能守恒定律有12mv 21=12mv 22+mg ·2r ,联立解得N 1-N 2=6mg ,D 正确。
答案 D3.水平推力F 1和F 2别离作用于水平面上的同一物体,一段时刻后撤去,使物体都从静止开始运动而后停下,若是物体在两种情形下的总位移相等,且F 1大于F 2,那么( ) A.F 2的冲量大 B.F 1的冲量大 C.F 1与F 2的冲量相等D.无法比较解析 画出两种情形下物体运动的v -t 图如下图,图线与横轴所围的面积表示位移,故两种情形下物体运动的总位移相等,两种情形下物体运动的时刻t 1<t 2,由动量定理,Ft ′-μmgt =0,可知F 2的冲量大,选项A 正确。