高考物理一輪復習 第六章第三節(jié) 研究動力學問題的三個基本觀點課件 人教版

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1、第三節(jié)研究動力學問題的三第三節(jié)研究動力學問題的三個基本觀點個基本觀點本節(jié)目錄本節(jié)目錄基礎(chǔ)梳理基礎(chǔ)梳理自學導引自學導引要點透析要點透析直擊高考直擊高考考點探究考點探究講練互動講練互動知能演練知能演練輕巧奪冠輕巧奪冠技法提煉技法提煉思維升華思維升華基礎(chǔ)梳理基礎(chǔ)梳理自學導引自學導引一、動力學的知識體系一、動力學的知識體系動力學研究的是物體的動力學研究的是物體的_情況與情況與_情況的關(guān)系情況的關(guān)系.以以三條線索三條線索(包括五條重要規(guī)律包括五條重要規(guī)律)為紐帶建立聯(lián)系，可用下面的為紐帶建立聯(lián)系，可用下面的框圖表示：框圖表示：受力受力運動運動二、解決動力學問題的三個基本觀點二、解決動力學問題的三個基本觀

2、點1力的觀點力的觀點_定律結(jié)合定律結(jié)合_公式，是解決力學問題的基本公式，是解決力學問題的基本思路和方法，此種方法往往求得的是思路和方法，此種方法往往求得的是_關(guān)系利用此種關(guān)系利用此種方法解題必須考慮方法解題必須考慮_的細節(jié)中學只能用于的細節(jié)中學只能用于勻變速運動勻變速運動(包括直線和曲線運動包括直線和曲線運動)，對于一般的變加速運動，對于一般的變加速運動不作要求不作要求2動量的觀點動量的觀點動量觀點主要包括動量定理和動量觀點主要包括動量定理和_定律定律牛頓運動牛頓運動運動學運動學瞬時瞬時運動狀態(tài)改變運動狀態(tài)改變動量守恒動量守恒3能量的觀點能量的觀點能量觀點主要包括能量觀點主要包括_定理和定理和

3、_定律定律動量的觀點和能量的觀點研究的是動量的觀點和能量的觀點研究的是_或或_經(jīng)歷的過經(jīng)歷的過程中狀態(tài)的改變，它不要求對過程細節(jié)深入研究，關(guān)心的是程中狀態(tài)的改變，它不要求對過程細節(jié)深入研究，關(guān)心的是運動狀態(tài)的變化，只要求知道過程的始末狀態(tài)動量、動能和運動狀態(tài)的變化，只要求知道過程的始末狀態(tài)動量、動能和力在過程中的沖量和功，即可對問題求解力在過程中的沖量和功，即可對問題求解動能動能能量守恒能量守恒物體物體系統(tǒng)系統(tǒng)三、力學規(guī)律的選用原則三、力學規(guī)律的選用原則1如果要列出各物理量在某一時刻的關(guān)系式，可用牛頓第二如果要列出各物理量在某一時刻的關(guān)系式，可用牛頓第二定律定律2研究某一物體受到力的持續(xù)作用而

4、發(fā)生運動狀態(tài)改變時，研究某一物體受到力的持續(xù)作用而發(fā)生運動狀態(tài)改變時，一般用動量定理一般用動量定理(涉及時間的問題涉及時間的問題)或動能定理或動能定理(涉及位移的問涉及位移的問題題)去解決問題去解決問題3若研究的對象為一物體系統(tǒng)，且它們之間有相互作用，一若研究的對象為一物體系統(tǒng)，且它們之間有相互作用，一般用兩個守恒定律去解決問題，但須注意研究的問題是否滿般用兩個守恒定律去解決問題，但須注意研究的問題是否滿足守恒的條件足守恒的條件4在涉及相對位移問題時優(yōu)先考慮能量守恒定律，即用系在涉及相對位移問題時優(yōu)先考慮能量守恒定律，即用系統(tǒng)克服摩擦力所做的總功等于系統(tǒng)機械能的減少量，也即轉(zhuǎn)統(tǒng)克服摩擦力所做的

5、總功等于系統(tǒng)機械能的減少量，也即轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)內(nèi)能的量變?yōu)橄到y(tǒng)內(nèi)能的量5在涉及碰撞、爆炸、打擊、繩繃緊等物理過程時，必須在涉及碰撞、爆炸、打擊、繩繃緊等物理過程時，必須注意到一般這些過程中均隱含有系統(tǒng)機械能與其他形式能量注意到一般這些過程中均隱含有系統(tǒng)機械能與其他形式能量之間的轉(zhuǎn)化這種問題由于作用時間都極短，故動量守恒定之間的轉(zhuǎn)化這種問題由于作用時間都極短，故動量守恒定律一般能派上大用場律一般能派上大用場要點透析要點透析直擊高考直擊高考一、力的觀點解決動力學問題一、力的觀點解決動力學問題1觀點內(nèi)涵觀點內(nèi)涵牛頓運動定律結(jié)合運動學公式來分析力學問題，稱之為力與運牛頓運動定律結(jié)合運動學公式來分析力學問題

6、，稱之為力與運動的觀點簡稱力的觀點動的觀點簡稱力的觀點,它是解決動力學問題的基本方法它是解決動力學問題的基本方法2適用情況適用情況主要用于分析力與加速度的瞬時對應關(guān)系，分析物體的運動情主要用于分析力與加速度的瞬時對應關(guān)系，分析物體的運動情況，主要研究勻變速直線運動、勻變速曲線運動以及圓周運動況，主要研究勻變速直線運動、勻變速曲線運動以及圓周運動中力和加速度的關(guān)系中力和加速度的關(guān)系3使用方法使用方法確定研究對象，做好受力分析和運動過程分析，以加速度為確定研究對象，做好受力分析和運動過程分析，以加速度為橋梁建立力和運動量間的關(guān)系要求必須考慮運動過程的細橋梁建立力和運動量間的關(guān)系要求必須考慮運動過程

7、的細節(jié)，即力和加速度的瞬時對應關(guān)系節(jié)，即力和加速度的瞬時對應關(guān)系4因果關(guān)系因果關(guān)系力是產(chǎn)生加速度的原因，即力是速度改變的原因，或力是運力是產(chǎn)生加速度的原因，即力是速度改變的原因，或力是運動狀態(tài)改變的原因，這是一種瞬時對應關(guān)系，也是一種矢量動狀態(tài)改變的原因，這是一種瞬時對應關(guān)系，也是一種矢量關(guān)系，其規(guī)律是牛頓第二定律，關(guān)系，其規(guī)律是牛頓第二定律，F(xiàn)ma.二、動量觀點解決動力學問題二、動量觀點解決動力學問題1觀點內(nèi)涵觀點內(nèi)涵利用動量定理、動量守恒定律來分析解決動力學問題，稱之利用動量定理、動量守恒定律來分析解決動力學問題，稱之為動量的觀點，它是從動量角度來分析問題的為動量的觀點，它是從動量角度來分

8、析問題的2適用情況適用情況常用于單個物體或物體系的受力與時間問題，題目中沒有涉及常用于單個物體或物體系的受力與時間問題，題目中沒有涉及加速度和位移，特別用于打擊、碰撞、爆炸、反沖等一類問題加速度和位移，特別用于打擊、碰撞、爆炸、反沖等一類問題時，該類問題作用時間短、作用力變化快，故常用動量定理或時，該類問題作用時間短、作用力變化快，故常用動量定理或動量守恒定律求解，該方法不用考慮過程的細節(jié)動量守恒定律求解，該方法不用考慮過程的細節(jié)3使用方法使用方法(1)對動量定理：確定研究對象，做好受力分析和過程分析，選對動量定理：確定研究對象，做好受力分析和過程分析，選取正方向，明確合外力的沖量及初末動量的

9、大小和方向取正方向，明確合外力的沖量及初末動量的大小和方向(正、正、負負)，最后列動量定理方程求解，最后列動量定理方程求解(2)對動量守恒定律：確定研究對象對動量守恒定律：確定研究對象,做好受力分析和過程分析做好受力分析和過程分析,判斷是否符合動量守恒的三種情況，選取正方向，明確初末狀判斷是否符合動量守恒的三種情況，選取正方向，明確初末狀態(tài)動量的大小和方向態(tài)動量的大小和方向(正、負正、負),最后列動量守恒定律方程求解最后列動量守恒定律方程求解.4因果關(guān)系因果關(guān)系力對時間的累積效應力對時間的累積效應(即沖量即沖量)是物體動量改變的原因這是物體動量改變的原因這是一種過程關(guān)系，也是一種矢量關(guān)系其規(guī)律

10、是動量定理是一種過程關(guān)系，也是一種矢量關(guān)系其規(guī)律是動量定理Ftp2p1.三、能量觀點解決動力學問題三、能量觀點解決動力學問題1觀點內(nèi)涵觀點內(nèi)涵利用動能定理、機械能守恒定律、能量守恒定律來分析動利用動能定理、機械能守恒定律、能量守恒定律來分析動力學問題，稱之為能量的觀點，它是從能量角度來分析問力學問題，稱之為能量的觀點，它是從能量角度來分析問題的題的2適用情況適用情況常用于單個物體或物體系的受力和位移問題常用于單個物體或物體系的受力和位移問題,題目中沒有涉及題目中沒有涉及加速度和時間，無論恒力做功，還是變力做功，不管直線、加速度和時間，無論恒力做功，還是變力做功，不管直線、曲線，動能定理均適用當

11、只有動能、勢能相互轉(zhuǎn)化時，用曲線，動能定理均適用當只有動能、勢能相互轉(zhuǎn)化時，用機械能守恒定律；當有除機械能以外的其他能量存在時，用機械能守恒定律；當有除機械能以外的其他能量存在時，用能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律該觀點也不用考慮細節(jié)能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律該觀點也不用考慮細節(jié)3使用方法使用方法(1)對動能定理：確定研究對象，做好受力分析和過程分析，對動能定理：確定研究對象，做好受力分析和過程分析，判斷哪些力做功、哪些力不做功，哪些力做正功、哪些力做判斷哪些力做功、哪些力不做功，哪些力做正功、哪些力做負功確定總功及初末狀態(tài)物體的動能，最后列動能定理方負功確定總功及初末狀態(tài)物體的動能，最后列動能定理方程求解程求

12、解(2)對機械能守恒定律：確定研究對象對機械能守恒定律：確定研究對象,做好受力分析和過程做好受力分析和過程分析，判斷是否符合機械能守恒的適用情況和使用條件選分析，判斷是否符合機械能守恒的適用情況和使用條件選取初末狀態(tài)并確定初末狀態(tài)機械能，最后列機械能守恒定律取初末狀態(tài)并確定初末狀態(tài)機械能，最后列機械能守恒定律方程求解方程求解(3)對能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律：確定研究對象，做好受力分對能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律：確定研究對象，做好受力分析和過程分析，明確有哪些力做功，做功的結(jié)果導致了什么析和過程分析，明確有哪些力做功，做功的結(jié)果導致了什么能向什么能轉(zhuǎn)化，然后建立能向什么能轉(zhuǎn)化，然后建立E增增E減減的關(guān)系并

13、求解討論的關(guān)系并求解討論4因果關(guān)系因果關(guān)系力對空間的累積效應力對空間的累積效應(即功即功)是物體動能改變的原因，這是一是物體動能改變的原因，這是一種過程關(guān)系，也是一種標量關(guān)系其規(guī)律是動能定理種過程關(guān)系，也是一種標量關(guān)系其規(guī)律是動能定理W合合Ek2Ek1.考點探究考點探究講練互動講練互動例例1 考點考點1力的觀點解決動力學問題力的觀點解決動力學問題 地面上固定著一個傾角為地面上固定著一個傾角為37的足夠長的斜面，有一的足夠長的斜面，有一個物體從斜面底端以一定的初速度沿斜面向上運動，當物個物體從斜面底端以一定的初速度沿斜面向上運動，當物體返回底端時，其速率變?yōu)槌跛俣鹊囊话?，求物體與斜面體返回底端時

14、，其速率變?yōu)槌跛俣鹊囊话耄笪矬w與斜面之間的動摩擦因數(shù)之間的動摩擦因數(shù) 【思路點撥】【思路點撥】物體在上滑過程和下滑過程中均做勻變速物體在上滑過程和下滑過程中均做勻變速直線運動，因此解答時可利用運動學公式、動量定理、動直線運動，因此解答時可利用運動學公式、動量定理、動能定理三種不同的方式列式解答能定理三種不同的方式列式解答【答案】【答案】0.45【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】同一個力學問題，有時可以有多種解法，如在同一個力學問題，有時可以有多種解法，如在本題中，利用三大觀點中的任何一個都可以解答本題遇到這本題中，利用三大觀點中的任何一個都可以解答本題遇到這種情況時，我們應根據(jù)題目情景和要求選用合適的

15、方法多數(shù)種情況時，我們應根據(jù)題目情景和要求選用合適的方法多數(shù)情況下，從能量和動量的角度解題相對簡單一些情況下，從能量和動量的角度解題相對簡單一些例例2考點考點2動量觀點解決動力學問題動量觀點解決動力學問題(2011高考大綱全國卷高考大綱全國卷)裝甲車和戰(zhàn)艦采用多層鋼板比采裝甲車和戰(zhàn)艦采用多層鋼板比采用同樣質(zhì)量的單層鋼板更能抵御穿甲彈的射擊通過對以下用同樣質(zhì)量的單層鋼板更能抵御穿甲彈的射擊通過對以下簡化模型的計算可以粗略說明其原因簡化模型的計算可以粗略說明其原因質(zhì)量為質(zhì)量為2m、厚度為、厚度為2d的鋼板靜止在水平光滑桌面上質(zhì)量為的鋼板靜止在水平光滑桌面上質(zhì)量為m的子彈以某一速度垂直射向該鋼板，剛

16、好能將鋼板射穿現(xiàn)的子彈以某一速度垂直射向該鋼板，剛好能將鋼板射穿現(xiàn)把鋼板分成厚度均為把鋼板分成厚度均為d、質(zhì)量均為、質(zhì)量均為m的相同兩塊，間隔一段距的相同兩塊，間隔一段距離平行放置，如圖所示若子彈以相同的速度垂直射向第一離平行放置，如圖所示若子彈以相同的速度垂直射向第一塊鋼板，穿出后再射向第二塊鋼板，求子彈射入第二塊鋼板塊鋼板，穿出后再射向第二塊鋼板，求子彈射入第二塊鋼板的深度設子彈在鋼板中受到的阻力為恒力，且兩塊鋼板不的深度設子彈在鋼板中受到的阻力為恒力，且兩塊鋼板不會發(fā)生碰撞不計重力影響會發(fā)生碰撞不計重力影響【答案】見解析【答案】見解析例例3(1)a和和b在碰撞過程中彈簧獲得的最大彈性勢能

17、；在碰撞過程中彈簧獲得的最大彈性勢能；(2)小滑塊小滑塊b經(jīng)過圓形軌道的經(jīng)過圓形軌道的B點時對軌道的壓力；點時對軌道的壓力；(3)小滑塊小滑塊b最終落到軌道上何處最終落到軌道上何處【名師點評】【名師點評】(1)利用能量觀點解決過程復雜的問題時，要利用能量觀點解決過程復雜的問題時，要做好過程分析，正確、合理地把全過程分成若干階段，同時做好過程分析，正確、合理地把全過程分成若干階段，同時要注意分析各階段之間的聯(lián)系要注意分析各階段之間的聯(lián)系(2)對于彈簧與物體組成的系統(tǒng)，在發(fā)生瞬間碰撞時，滿足動對于彈簧與物體組成的系統(tǒng)，在發(fā)生瞬間碰撞時，滿足動量守恒但往往有能量損失，但在達到共同速度一起運動時若量守

18、恒但往往有能量損失，但在達到共同速度一起運動時若不考慮其他外力則機械能守恒不考慮其他外力則機械能守恒(3)應用動能定理、動量守恒及能量守恒時往往只涉及初、末應用動能定理、動量守恒及能量守恒時往往只涉及初、末狀態(tài)，不涉及具體過程細節(jié)狀態(tài)，不涉及具體過程細節(jié)技法提煉技法提煉思維升華思維升華思維建模思維建模子彈打木塊模型子彈打木塊模型 【范例】【范例】(14分分)一質(zhì)量為一質(zhì)量為M的木塊放在的木塊放在光滑的水平面光滑的水平面 上上,一質(zhì)量為一質(zhì)量為m的子彈以初速度的子彈以初速度v0水平飛來打進木塊并水平飛來打進木塊并留在其中留在其中,設相互作用力為設相互作用力為Ff.試求：試求：(1)子彈、木塊相對

19、靜止時的速度子彈、木塊相對靜止時的速度v?(2)子彈、木塊發(fā)生的位移子彈、木塊發(fā)生的位移s1、s2以及子彈打進木塊的深度以及子彈打進木塊的深度l相相分分別為多少？別為多少？(3)系統(tǒng)系統(tǒng)損失的機械能損失的機械能、系統(tǒng)、系統(tǒng)增加的內(nèi)能增加的內(nèi)能分別為多少？分別為多少？尋規(guī)探法尋規(guī)探法批注批注：水平方向不受水平面力的作用，豎直方向，重力和：水平方向不受水平面力的作用，豎直方向，重力和支持力合力為零；支持力合力為零；批注批注：子彈、木塊有共同速度，可用系統(tǒng)動量守恒求解；：子彈、木塊有共同速度，可用系統(tǒng)動量守恒求解；批注批注：系統(tǒng)機械能的減小等于內(nèi)能的增加，用能量守恒：系統(tǒng)機械能的減小等于內(nèi)能的增加，

20、用能量守恒思想解決思想解決【建模感悟】【建模感悟】1.子彈打木塊問題的兩種類型子彈打木塊問題的兩種類型,( (1) )木塊放在光木塊放在光滑的水平面上滑的水平面上.子彈射擊木塊，子彈受到滑動摩擦力作用而做子彈射擊木塊，子彈受到滑動摩擦力作用而做勻減速直線運動，木塊在滑動摩擦力作用下做勻加速直線運勻減速直線運動，木塊在滑動摩擦力作用下做勻加速直線運動動.對于子彈和木塊組成的系統(tǒng)，在水平方向上動量守恒對于子彈和木塊組成的系統(tǒng)，在水平方向上動量守恒.( (2) )木塊固定在水平面上不動木塊固定在水平面上不動.子彈射擊木塊，子彈在滑動摩子彈射擊木塊，子彈在滑動摩擦力的作用下做勻減速直線運動，子彈的位移

21、可由動能定理擦力的作用下做勻減速直線運動，子彈的位移可由動能定理進行計算進行計算.2.解題思路解題思路,兩種類型中，系統(tǒng)兩種類型中，系統(tǒng)( (木塊和子彈木塊和子彈) )中相互作用的兩中相互作用的兩物體間的一對摩擦力做功的總和恒為負值，部分機械能轉(zhuǎn)化物體間的一對摩擦力做功的總和恒為負值，部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能即為內(nèi)能即QFfs( (Ff是滑動摩擦力是滑動摩擦力,s是兩物體間的相對位移是兩物體間的相對位移) ).因此，對于木塊放在光滑水平面上的類型，系統(tǒng)動量守恒、因此，對于木塊放在光滑水平面上的類型，系統(tǒng)動量守恒、能量守恒但機械能不守恒，在計算時要對子彈和木塊分別利能量守恒但機械能不守恒，在計算時要對子彈和木塊分別利用動能定理用動能定理.