2025届高考物理一轮复习学案：4.1 动力学三大观点综合应用

动力学、动量和能量观点在力学中的综合应用
【规律梳理】
分类 对应规律 公式表达 适用范围
动力学观点（力的瞬时作用效果） 牛顿第二定律
运动学公式
能量观点 （力对空间积累效果） 动能定理
机械能守恒定律
功能关系
动量观点 （力对时间积累效果） 动量定理
动量守恒定律
【典例分析】
1、一水平传送带以的速度顺时针匀速转动。将物块A轻轻放到传送带左端，物块A和传送带之间的动摩擦因数。传送带紧挨着右侧水平地面，地面左侧O点放一物块B，物块B与水平面间的动摩擦因数为，且随物体到O点的距离x按图所示规律变化，传送带水平部分长，物块A运动到水平地面上和B发生弹性碰撞，碰后B向右运动挤压弹簧，B向右运动的最大距离为，物块A、B的大小可忽略，质量均为。g取。求：
（1）A碰B前的瞬间A物块的速度；
（2）A碰B后B物块的速度；
（3）弹簧的最大弹性势能。
2、如图所示，一圆心为O、半径为R的光滑半圆弧轨道固定在竖直平面内，其下端与光滑水平面在Q点相切.在水平面上，质量为m的小物块A以某一速度向质量也为m的静止小物块B运动.A、B发生正碰后，B到达半圆弧轨道最高点时对轨道压力恰好为零，A沿半圆弧轨道运动到与O点等高的C点时速度为零.已知重力加速度大小为g，忽略空气阻力.
(1)求B从半圆弧轨道飞出后落到水平面的位置到Q点的距离；
(2)当A由C点沿半圆弧轨道下滑到D点时，OD与OQ夹角为θ，求此时A所受力对A做功的功率
(3)求碰撞过程中A和B损失的总动能.
3、汽车A在水平冰雪路面上行驶．驾驶员发现其正前方停有汽车B，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车B.两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后B车向前滑动了4.5 m，A车向前滑动了2.0 m．已知A和B的质量分别为2.0×103 kg和1.5×103 kg，两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10，两车碰撞时间极短，在碰撞后车轮均没有滚动，重力加速度大小g＝10 m/s2.求：
(1)碰撞后的瞬间B车速度的大小；
(2)碰撞前的瞬间A车速度的大小．
(3)碰撞过程是弹性碰撞吗？
(4)碰撞过程A车对B车的冲量大小？
4、 如图2甲所示，质量m1＝4 kg的足够长的长木板静止在光滑水平面上，质量m2＝1 kg的小物块静止在长木板的左端.现对小物块施加一水平向右的作用力F，小物块和长木板运动的速度－时间图象如图乙所示.2 s后，撤去F，g取10 m/s2.求：
(1)小物块与长木板之间的动摩擦因数μ；
(2)水平力的大小F；
(3)撤去F后，小物块和长木板组成的系统损失的机械能ΔE.
5、如图所示，质量为M＝3.0kg，半径R＝0.6m的四分之一光滑圆弧槽静置于光滑水平地面上，有两个大小、形状相同的可视为质点的光滑小球、，、，右侧与球心等高处连接一轻质弹簧，弹簧的另一端距圆弧槽底有一定距离。现将从圆弧槽顶端由静止释放，重力加速度，求：
（1）若圆弧槽固定不动，小球滑到圆弧槽底端时，圆弧槽对小球的支持力大小；
（2）若圆弧槽不固定，求弹簧压缩过程中的最大弹性势能；
（3）若圆弧槽不固定，试通过计算分析小球能否再次滑上圆弧槽。
6、如图所示，粗糙水平桌面EF左侧固定一个光滑圆弧轨道QS，其圆心为O，半径为R=0.75m，，S点切线水平，且恰好与放置在桌面上的长木板等高。一小球从P点以初速度水平抛出，恰好从Q点沿切线进入圆弧轨道，在圆弧轨道下端S点与放置在长木板左端的小木块发生弹性正碰，碰撞时间极短。已知小球、木块、长木板质量分别为m、3m、2m，重力加速度为，小球与木块都可以视为质点，木板与桌面都足够长，木块与木板间的动摩擦因数，木板与桌面间的动摩擦因数，sin37°=0.6，求：
（1）小球刚进入圆弧轨道时的速度大小；
（2）木块与小球碰后瞬间的速度大小；
（3）木板在桌面上停下来时左端与S点的距离。
一、三个观点
1、力的观点：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。
二、解题技巧
1、若研究对象为一个系统，应优先考虑应用动量守恒定律和能量守恒定律(机械能守恒定律)。
2、若研究对象为单一物体，且涉及功和位移问题时，应优先考虑动能定理。
3、动量守恒定律、能量守恒定律(机械能守恒定律)、动能定理都只考查一个物理过程的初、末两个状态有关物理量间的关系，对过程的细节不予细究，这正是它们的方便之处.特别对于变力做功问题，就更显示出它们的优越性。