6/6力學三大觀點的綜合應用命題區間高考題型近年考頻力學三大觀點的綜合應用動量和能量的綜合應用2024年江蘇卷T92022年廣東卷T132021年湖南卷T14動量、能量、牛頓運動定律的綜合應用2024年山東卷T172024年遼寧卷T142024年湖南卷T152024年河北卷T152023年遼寧卷T152023年海南卷T182023年山東卷T182022年山東卷T182022年湖南卷T142021年湖南卷T8命題分析素養落實縱觀近幾年的高考試題，本部分的命題熱點主要集中在動量定理、動量守恒定律的應用、碰撞問題及動量與能量的綜合應用等問題，命題多與生產、生活、科技等具體情境相聯系，試題呈現方式有選擇題和計算題，可能是難度較大的選擇題，也可能是難度較大的壓軸大題。1．動力學、能量守恒定律和動量守恒定律的應用2．熟悉“三大觀點”在力學中的應用技巧動量和能量的綜合應用1．動量觀點(1)對于不涉及物體運動過程中的加速度而涉及物體運動時間的問題，特別是對于打擊類的問題，因時間短且沖力隨時間變化，應用動量定理求解，即I合＝mv－mv0。(2)對于碰撞、爆炸、反沖類的問題，若只涉及初、末速度而不涉及力、時間，應用動量守恒定律求解。2．能量觀點(1)對于不涉及物體運動過程中的加速度和時間的問題，無論是恒力做功還是變力做功，一般都利用動能定理求解。(2)如果物體只有重力和彈簧彈力做功而又不涉及運動過程中的加速度和時間的問題，則采用機械能守恒定律求解。(3)對于相互作用的兩物體，若明確兩物體相對滑動的距離，應考慮選用能量守恒定律建立方程。(2022·廣東卷T13)某同學受自動雨傘開傘過程的啟發，設計了如圖所示的物理模型。豎直放置在水平桌面上的滑桿上套有一個滑塊，初始時它們處于靜止狀態。當滑塊從A處以初速度v0為10m/s向上滑動時，受到滑桿的摩擦力f為1N，滑塊滑到B處與滑桿發生完全非彈性碰撞，帶動滑桿離開桌面一起豎直向上運動。已知滑塊的質量m＝0.2kg，滑桿的質量M＝0.6kg，A、B間的距離l＝1.2m，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力。求：(1)滑塊在靜止時和向上滑動的過程中，桌面對滑桿支持力的大小N1和N2；(2)滑塊碰撞前瞬間的速度大小v1；(3)滑桿向上運動的最大高度h。命題立意：應用動量和能量解決碰撞問題第一步：正確受力分析第二步：應用動能定理求滑塊碰撞前瞬間的速度大小第三步：根據動量守恒求碰撞后的速度，根據動能定理求滑桿向上運動的最大高度規范解答：(1)當滑塊處于靜止時桌面對滑桿的支持力等于滑塊和滑桿的重力，即N1＝m+Mg＝8N當滑塊向上滑動過程中受到滑桿的摩擦力為1N，根據牛頓第三定律可知滑塊對滑桿的摩擦力也為1N，方向豎直向上，則此時桌面對滑桿的支持力為N2＝Mg－f′＝5N。(2)滑塊從剛向上運動到碰前瞬間根據動能定理有－mgl－fl＝1代入數據解得v1＝8m/s。(3)由于滑塊和滑桿發生完全非彈性碰撞，即碰后兩者共速，碰撞過程根據動量守恒有mv1＝m+Mv碰后滑塊和滑桿整體以初速度v向上做豎直上拋運動，根據動能定理有－m+Mgh＝0－12m+M代入數據聯立解得h＝0.2m。[答案](1)8N5N(2)8m/s(3)0.2m難點：根據動能定理求出滑塊碰撞前的速度，再由動量守恒求出碰撞后的滑塊和滑桿共速時的速度易錯：誤以為滑塊和滑桿全程動量守恒而出錯動量、能量、牛頓運動定律的綜合應用1．三個基本觀點(1)力的觀點：主要是牛頓運動定律和運動學公式相結合，常涉及物體的受力、加速度或勻變速運動等問題。(2)動量的觀點：主要應用動量定理或動量守恒定律求解，常涉及物體的受力和時間問題以及物體間的相互作用問題。(3)能量的觀點：在涉及單個物體的受力、速度和位移問題時，常用動能定理；在涉及系統內能量的轉化問題時，常用能量守恒定律。2．選用原則(1)單個物體：宜選用動量定理、動能定理和牛頓運動定律。若其中涉及時間的問題，應選用動量定理；若涉及位移的問題，應選用動能定理；若涉及加速度的問題，只能選用牛頓第二定律。(2)多個物體組成的系統：優先考慮兩個守恒定律，若涉及碰撞、爆炸、反沖等問題，應選用動量守恒定律，然后再根據能量關系分析解決。3．系統化思維方法(1)對多個物理過程進行整體思維，即把幾個過程合為一個過程來處理，如用動量守恒定律解決比較復雜的運動問題。(2)對多個研究對象進行整體思維，即把兩個或兩個以上的獨立物體合為一個整體進行考慮，如應用動量守恒定律時，就是把多個物體看成一個整體(或系統)。(2024·山東卷T17)如圖甲所示，質量為M的軌道靜止在光滑水平面上，軌道水平部分的上表面粗糙，豎直半圓形部分的表面光滑，兩部分在P點平滑連接，Q為軌道的最高點。質量為m的小物塊靜置在軌道水平部分上，與水平軌道間的動摩擦因數為μ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。已知軌道半圓形部分的半徑R＝0.4m，重力加速度大小g＝10m/s2。(1)若軌道固定，小物塊以一定的初速度沿軌道運動到Q點時，受到軌道的彈力大小等于3mg，求小物塊在Q點的速度大小v；(2)若軌道不固定，給軌道施加水平向左的推力F，小物塊處在軌道水平部分時，軌道的加速度a與F對應關系如圖乙所示。(ⅰ)求μ和m；(ⅱ)初始時，小物塊靜置在軌道最左端，給軌道施加水平向左的推力F＝8N，當小物塊到P點時撤去F，小物塊從Q點離開軌道時相對地面的速度大小為7m/s。求軌道水平部分的長度L。命題立意：本題綜合考查力學三大觀點的綜合應用第一步：在Q點由圓周運動規律和牛頓第二定律可求小物塊的速度大小第二步：根據a-F圖像分析物塊和軌道運動情況，結合圖像斜率和截距的意義可求μ和m第三步：當小物塊到P點時撤去F后，物塊和軌道組成系統水平方向動量守恒，機械能也守恒，結合運動學規律求軌道水平部分的長度規范解答：(1)根據題意，小物塊在Q點由合力提供向心力有mg＋3mg＝mv代入數據解得v＝4m/s。(2)(ⅰ)根據題意可知當F≤4N時，小物塊與軌道一起向左加速，根據牛頓第二定律可知F＝(M＋m)a根據題圖乙有k＝1M+m＝0.5kg當推力F>4N時，軌道與小物塊有相對滑動，則對軌道有F－μmg＝Ma結合題圖乙有a＝1MF－可知k＝1M＝1kg截距b＝－μmgM＝－2m/s聯立以上各式可得M＝1kg，m＝1kg，μ＝0.2。(ⅱ)由題圖乙可知，當F＝8N時，軌道的加速度為a1＝6m/s2，小物塊的加速度為a2＝μg＝2m/s2設小物塊從最左端運動到P點經過的時間為t0，則軌道有v1＝a1t0小物塊有v2＝a2t0在小物塊從P到Q的過程根據系統機械能守恒有12Mv1水平方向動量守恒，以水平向左為正方向，則有Mv1＋