《高考物理一轮复习考点全攻关》专题（44）动力学、动量和能量观点在力学中的应用（原卷版）

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2021 年高考物理一轮复习考点全攻关

专题（44）动力学、动量和能量观点在力学中的应用（原卷版）

专题解读：

1.本专题是力学三大观点在力学中的综合应用，高考中本专题将作为计算题压轴题的形式命题．

2．学好本专题，可以帮助同学们熟练应用力学三大观点分析和解决综合问题．

3．用到的知识、规律和方法有：动力学方法(牛顿运动定律、运动学规律)；动量观点(动量定理和动量守

恒定律)；能量观点(动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律)．

命题热点一：动量与动力学观点的综合应用

1．解动力学问题的三个基本观点

(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．

2．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关系式，可用牛顿第二定律．

(2)研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时，一般用动量定理(涉及时间的问题)或动能定理(涉

及位移的问题)去解决问题．

(3)若研究的对象为一物体系统，且它们之间有相互作用，一般用动量守恒定律和机械能守恒定律去解决问

题，但需注意所研究的问题是否满足守恒的条件．

(4)在涉及相对位移问题时则优先考虑能量守恒定律，系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量，

即转变为系统内能的量．

(5)在涉及碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象时，需注意到这些过程一般均隐含有系统机械能与其他形

式能量之间的转换．作用时间都极短，因此用动量守恒定律去解决．

【例 1】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．

【变式 1】如图所示，带有圆管轨道的长轨道水平固定，圆管轨道竖直(管内直径可以忽略)，底端分

别与两侧的直轨道相切，圆管轨道的半径

R＝0.5 m，P点左侧轨道(包括圆管)光滑，右侧轨道粗糙．质量 m＝1 kg 的物块A以v0＝10 m/s 的速度滑入

圆管，经过竖直圆管轨道后与直轨道上 P处静止的质量 M＝2 kg 的物块B发生碰撞(碰撞时间极短)，碰后

物块B在粗糙轨道上滑行 18 m 后速度减小为零．已知物块A、B与粗糙轨道间的动摩擦因数均为 μ＝0.1，

取重力加速度大小 g＝10 m/s2，物块A、B均可视为质点．求：

(1)物块A滑过竖直圆管轨道最高点 Q时受到管壁的弹力；

(2)最终物块A静止的位置到 P点的距离．

命题热点二：力学三大观点解决多过程问题

1．表现形式

(1)直线运动：水平面上的直线运动、斜面上的直线运动、传送带上的直线运动．

(2)圆周运动：绳模型圆周运动、杆模型圆周运动、拱形桥模型圆周运动．

(3)平抛运动：与斜面有关的平抛运动、与圆轨道有关的平抛运动．

2．应对策略

(1)力的观点解题：要认真分析运动状态的变化，关键是求出加速度．

(2)两大定理解题：应确定过程的初、末状态的动量(动能)，分析并求出过程中的冲量(功)．

(3)过程中动量或机械能守恒：根据题意选择合适的初、末状态，列守恒关系式，一般这两个守恒定律多用

于求某状态的速度(率)．

【例 2】如图所示，有一个可视为质点的质量为 m＝1 kg 的小物块，从光滑平台上的 A点以 v0＝2 m/s 的

初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物

块滑上紧靠轨道末端D点的质量为 M＝3 kg 的长木板．已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下

表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数 μ＝0.3，圆弧轨道的半径为 R＝0.4 m，C点和

圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角 θ＝60°，不计空气阻力，g取10 m/s2.求：

(1)小物块到达C点时的速度大小；

(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力；

(3)要使小物块不滑出长木板，木板的长度 L至少多大．

【变式 2】如图所示，半径为 R的四分之一光滑圆弧轨道竖直固定在水平地面上，下端与水平地面在 P点

相切，一个质量为 2m的物块B(可视为质点)静止在水平地面上，左端固定有水平轻弹簧，Q点为弹簧处于

原长时的左端点，P、Q间的距离为R，PQ 段地面粗糙、动摩擦因数为 μ＝0.5，Q点右侧水平地面光滑，

现将质量为 m的物块A(可视为质点)从圆弧轨道的最高点由静止开始下滑，重力加速度为 g.求：

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