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1、力学三大基本规律的综合运用设计【教材分析】力学三大规律是解决是力学三个核心内容， 是解决高中力学也是解决电学问 题的三条重要途径。【学情分析】学生经过高中力学复习和选修 3 5 物理学习，没有形成知识体系，在运用知 识解决实际问题时存在困难，综合运用能力不强。【知识目标】1 理解力学三大关系2 熟练选用用力学三大关系3 熟练运用力学三大关系的相关规律解决相关实际问题【能力目标】通过知识运用解决具体实际问题，提高学生的理解能力、推理能力、分析 综合能力、运用数学解决物理问题的能力。【情感目标】通过知识运用解决具体实际问题，培养学生实事求是的科学态度，培养学 生坚忍不拔的意志。【重点】运用力学三大
2、关系的相关规律解决相关实际问题【难点】在各种新的物理情景下运用力学三大关系的相关规律解决相关实际问题【关键】1 理解力学三大关系2 熟悉运用力学三大关系解决相关实际问题的方法教学环节一基础导学力学的三大关系1）力的观点：应用牛顿运动定律和运动学公式 2）能量观点：应用动能定理、机械能守恒定律、功能关系、能量守恒定程3）动量观点：应用动量定理、动量守恒定律：考点突破力学规律的选用原则1 如果要列出各物理量在某一时刻的瞬时关系， 用牛顿第二 定律。2、研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时,在涉及位移和速度，不涉及时间时要优先考虑用动能定理。在涉及时间、速度，不涉及位移和加速度时要优先考虑
3、用动 量定理。3在研究的对象为相互作用的物体组成的系统时，一般优先考虑动量守恒定律和机械能守恒定律解决 o5在涉及碰、爆炸、打击、绳 紧等物理现象时，须注意 到一般这些过程均含有机械能与其它形式能量之间的转化, 这些问题动量守恒定律一般能派上用场。三、力学问题的解题思路4.在涉及相对位移问题时则优先考虑能守怛。即Q Q = = fxfx对.1 认真审题，弄清题意。审题是收集信息、破译信息的过程，明确明显条件、隐含条 件、限制条件2确定研究对象，分析受力情况和运动情况确定研究对象的两个原则：一是选择已知量充分且涉及所求 量的物体，二是要满足某力学规律的物体（或系统）。运动 分析注意两个方面：一是
4、注意运动的连续性，二是注意运动的可能性3-明确解题途经，正确应用规律 4回顾解题（思维）过程，分析解题结果四.考点例析 例题 1. 一质量加=5 kg 的滑块在F=15F=15N 的水平拉力作用下,由静止开始做匀加速直线运动，若滑块与水平面间的动摩擦因数“=0 2, g 取 10 m/s2,问:7777/77777777777777777777.图 3-2-6（1） 滑块在力 F 作用下经 5 s,通过的位移是多大？（2） 5 s 末撤去拉力 F,滑块还能滑行多远？.1丄亠F Fumgumg150.2X500“解析：（1）滑块的加速度ai=ai=一 = j /s2=l m/s2滑块的位移 xi
5、=|ai/2=X 1X25 m=12.5 m(2)5 s 末滑块的速度v=ait=5v=ait=5m/s撤去拉力后滑块的加速度大小血=“g=0.2X10 m/s1 2=2m/s2v v2 22525撤去拉力后滑行距离 X2=_m=6.25 m答案：(1)12.5 m (2)6.25 m变式训练 一质量为m=2m=2kg 的滑块能在倾角为&=30。的足够长的斜面上以 a=2.5 m/s2匀加速下滑。如图 3 2 4 所示，若用一水平向右恒力 F 作用于滑块，使之由静止开始在t=2t=2s 内能沿斜面运动位移x=4x=4m 求：9 取 10 m/s2)1 滑块和斜面之间的动摩擦因数“;2 恒力 F
6、 的大小。懈析根据牛顿第二定律可得:mgsinmgsin30“加 geos3030= =mama解得:“=(2)使滑块沿斜面做匀加速直线运动， 有加速度向上和向下两种可能。当加速度沿斜面向上时,Fcos 30mgsin 30。一“(Fsin30+加 geos 30)=加 ai,根据题意可得 ai=2 m/s2,代入数据得：当加速度沿斜面向下时:mgsinmgsin30Feos 30“(Fsin 30+加 geos 30)=加 di 代入数据得：F=F=答案(1) )警 N 例题 2如图 6 所示。质量M=2kg的足够长的小平板车静止在 光滑水平面上，车的一端静止着质量为=2 kg的物体 4(可
7、视 为质点)。一个质量为加=20 g的子弹以 500 m/s 的水平速度射 穿/后，速度变为 100 m/s,最后物体 A 静止在车上。若物体 4 与小车间的动摩擦因数“=05(g取 10 m/s3 4 5 6 7 8)o(3)由动量定理得：一车一得 r=o.4 So答案：(1)2 m/s (2)2 392 J (3)0.4 s变式训练(多选)如图 9 甲所示，质量为M=2M=2kg 的木板静止在光滑水 平面上，可视为质点的物块(质量设为加)从木板的左侧沿木板表 面水3 平板车最后的速度是多大？4 全过程损失的机械能为多少？5 A 在平板车上滑行的时间为多少？ 解析：( (1)对子弹和物块，由
8、动量守恒得 得 e=4 m/s同理对 M 和MA有MAV=(M+MA)V车得v v车=2 m/So(2)由能量守恒得:NoN平冲上木板。 物块和木板的速度一时间图像如图乙所示，g g=10 m/s2,结合图像，下列说法正确的是()甲乙图 9A.可求得物块在前 2 s 内的位移 5 mB.可求得物块与木板间的动摩擦因数“=0 2C.可求解物块的质量加=2 kgD 可求解木板的长度L=2mL=2m4+24+2解析:选 ABC 物块在前 2s 内的位移 x=-Xl+2Xlm =5 m, A 正确；由运动学图像知，两物体加速度大小相同，设 物块加速度大小为ai,ai,木板加速度大小为Q2,则有“加g=
9、MQl=Ma2,=Ma2,则m=M=2m=M=2kg,C 正确，“g=2, “=0 2, B 正确；由 于物块与木板达到共同速度时不清楚二者的相对位置关系，故无 法求出木板的长度，D 错。课后跟踪练习1 如图 5 所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块 A 和 B 分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将 A 无初速释放，A 与碰撞后结合为一个整体，并沿桌面 滑动。已知圆弧轨道光滑，半径 R=0 2m；4 和的质量相等;4 和整体与桌面之间的动摩擦因数“=0 2。取重力加速度g g=10 m/s2o 求：(2)碰撞后瞬间 4 和整体的速率 R；(3)A 和B B整体在桌面
10、上滑动的距离I I。解析：设滑块的质量为加。根据机械能守恒定律mgR=tnvmgR=tnv2 2得碰撞前瞬间A A的速率v=2gR=2v=2gR=2m/So(2)根据动量守恒定律得碰撞后瞬间 A 和整体的速率v v1 1=ii; = l m/So根据动能定理(2m)v(2m)v, , 2 2=/i(2m)gl=/i(2m)gl得 A 和 B 整体沿水平桌面滑动的距离V12/=巫=0 25 m2 如图 13-1-4,光滑水平直轨道上两滑块 A、用橡皮筋连接,碰撞前瞬间 4 的速率孙Oil图 5A 的质量为加， 开始时橡皮筋松弛， 静止， 给 A 向左的初速度 血。一段时间后，与 4 同向运动发生
11、碰撞并粘在一起。碰撞后 的共同速度是碰撞前瞬间 A 的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B B的速度的一半。求:图 13-1-4(1)B 的质量；碰撞过程中 4、B 系统机械能的损失。审题指导(1) 水平直轨道光滑，A、B 组成的系统动量守恒。(2) 理清 A、B 碰撞前、后的速度大小关系。(3)系统机械能的损失对应系统碰撞前后动能的减小量。解析以初速度 3)的方向为正方向，设的质量为吋,4、碰撞后的共同速度为由题意知：碰撞前瞬间 A 的速度为号，碰撞前瞬间 B 的速度为 2e,由动量守恒定律得+ +2m2mBP=(m(m+加 由式得心=号。(2)从开始到碰后的全过程，由动量守恒定律得mvo=(m+m
12、B)vmvo=(m+mB)v 设碰撞过程 A、系统机械能的损失为 AE,则- 壬加闇+加 B( (2e) )2|( (zw+niB)v+niB)v2 2 联立式得答案(Dy3 )如图 8,三个质量相同的滑块 4、B B、C,间隔相等地静置于同一水平直轨道上。现给滑块 4 向右的初速度血，一段时间后 A13与发生碰撞，碰后 4、分别以濟 o、扑。的速度向右运动，B B再与 C 发生碰撞，碰后 B、C 粘在一起向右运动。滑块 A.B B与 轨道间的动摩擦因数为同一恒定值。两次碰撞时间均极短。求、C 碰后瞬间共同速度的大小。图 8解析：设滑块质量为m,m,A 与 B 碰撞前A A的速度为VA,由13题意知，碰撞后 4 的速度 =0) ), 的速度 如=卩 0,由动 量守恒定律得mvA=mvAmvA=mvA, ,+mvB+mvB设碰撞前 A 克服轨道阻力所做的功为*4,由功能关系得VKA=7? o2VA2设与 C 碰撞前的速度为如,克服轨道阻力所做的功为肌，由功能关系得 W=如如 2如如2据题意可知WA= WB设、C 碰撞后瞬间共同速度的大小为 e,由动量守恒定律mvBmvB =2mv=2mv联立式，屈V V6 3）。）。代入数据得答案：-0教学评价与反思AE=7 2(M+MA)V=2 392 Jo
动量守恒的应用一力学的三大关系设计1
