2021高考物理二轮复习第四篇案例二用能量观点或动量观点破解力学计算题学案8页

案例二　用能量观点或动量观点破解力学计算题
(12分)(2018·全国卷Ⅰ) 一质量为 m的烟花弹获得动能 E后,从地面竖直升空。当烟花弹上
升的速度为零时,弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分,两部分获得的动能之和也为
E,且均沿竖直方向运动。爆炸时间极短,重力加速度大小为 g,不计空气阻力和火药的质量。求:
(1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间。
(2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度。
(1)设烟花弹上升的初速度为
v0,由题给条件有
E= m ①(1 分)
设烟花弹从地面开始上升到火
药爆炸所用的时间为 t,由运
动学公式有
0-v0=-gt②(2 分)
联立①②式得
t= ③(1 分)
(2)设爆炸时烟花弹距地面的
高度为 h1,由机械能守恒定律
有
E=mgh1 ④(1 分)
火药爆炸后,烟花弹上、下两部
分均沿竖直方向运动,设炸后
瞬间其速度分别为 v1和 v2。由
题给条件和动量守恒定律有
m + m =E ⑤(2 分)
mv1+ mv2=0 ⑥(2 分)
①式不标 v的下脚标也可得 1
分,如设烟花弹上升的初速度为
v,由题给条件有 E= mv2。
②式写成 v0=gt也可得 2分。
③式写成 t= 也可得 1分。
④式不标 h的下脚标或所标脚
标不相同也可得 1分,只要能区
分不同高度即可。
⑤式把 写成 的不得分。(答题
陷阱点)
⑥把 mv1+ mv2=0写成
mv1+mv2=0的不得分。把 mv1+
规则 1:必须要明确公式
中的物理量
①③④⑤⑥⑦式必须要
表明其中物理量符号的
具体意义,不然所列公式
混乱,容易失分。
规则 2:使用题目给出的
符号列式求解,明确公式
中的物理量
若题中已经定义了物理
量的字母而用其他字母
表示不得分。如题目的 E
不能写成 E0。
规则 3:写准公式和答案,
不写推导过程
火药爆炸后,烟花弹分成

由⑥式知,烟花弹两部分的速
度方向相反,向上运动部分做
竖直上抛运动。设爆炸后烟花
弹上部分继续上升的高度为 h2,
由机械能守恒定律有
m = mgh2 ⑦(2 分)
联立④⑤⑥⑦式得,烟花弹上
部分距地面的最大高度为
h=h1+h2= ⑧(1 分)
mv2=0写成 mv1- mv2=0需设炸
后瞬间其速度大小分别为 v1和
v2,否则不得分。(答题陷阱点)
⑦式把 m = mgh2写成 m
=mgh2的不得分。(答题陷阱点)
⑧式不写 h=h1+h2不得分。(答题
陷阱点)
两部分,质量变为 m。其
上部分动能为 m 而
不是 m 。⑤式和⑦式
写错不得分。另外要淡化
数学运算过程。
除上述规则,还需关注以
下规则:
规则 4:分步列式,不要
只写综合式
每个基本公式都会对应
步骤分,漏写一个,就会
扣掉该步骤分。
规则 5:有小数点或有效
数字要求的要按要求操
作
要求结果保留 2位有效
数字,就不能保留 1位,
否则不得分。没有具体要
求的结果带根号或分式
均可。

1.(动量和能量观点)如图所示,在竖直面内有一个光滑弧形轨道,其末端水平,且与处于同一
竖直面内光滑圆形轨道的最低端相切,并平滑连接。A,B两滑块(可视为质点)用轻细绳拴接在
一起,在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧。两滑块从弧形轨道上的某一高度 P点处由
静止滑下,当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开,弹簧迅速将两滑块弹
开,其中前面的滑块 A沿圆形轨道运动恰能通过圆形轨道的最高点,后面的滑块 B恰能返回 P
点。己知圆形轨道的半径 R=0.72 m,滑块 A的质量 mA=0.4 kg,滑块 B的质量 mB=0.1 kg,重力
加速度 g取 10 m/s2,空气阻力可忽略不计。求:
(1)滑块 A运动到圆形轨道最高点时速度的大小;
(2)两滑块开始下滑时距圆形轨道底端的高度 h;
(3)弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能。
2.(动量和能量观点)如图所示,一光滑的 圆弧固定在小车的左侧,圆弧半径 R=0.8 m,小车的右
侧固定连有轻弹簧的挡板,弹簧处于原长状态,自由端恰在 C点,总质量为 M=3 kg的小车置于
光滑的地面,左侧靠墙,一物块从圆弧顶端上的 A点由静止滑下,经过 B点时无能量损失,最后
物块停在车上的 B点。已知物块的质量 m=1 kg,物块与小车间的摩擦因数为μ=0.1,BC长度为
L=2 m,g取 10 m/s2。求在运动过程中:
(1)弹簧的最大压缩量;
(2)弹簧弹性势能的最大值。
3.(动量观点)足够长的木板静止放置在水平桌面上,木块 A、B静...