牛顿定律结合运动学公式与能量观点解题的比较
解动力学问题的三大观点及选用原则(解析版)
解动力学问题的三大观点及选用原则模型概述1.解动力学问题的三个基本观点1)动力学观点：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．用动量定理可简化问题的求解过程．2．力的三个作用效果及五个规律1)力的三个作用效果作用效果对应规律表达式列式角度力的瞬时作用效果牛顿第二定律F合=ma动力学力在空间上的积累效果动能定理W合=ΔE k即W合=12mv22-12mv21功能关系力在时间上的积累效果动量定理I合=Δp即FΔt=mv′-mv冲量与动量的关系2)两个守恒定律名称表达式列式角度能量守恒定律(包括机械能守恒定律)E2=E1能量转化(转移)动量守恒定律p2=p1动量关系3.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，即转化为系统内能的量．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化，作用时间都极短，因此用动量守恒定律去解决．6)对多个物理过程进行整体思考，即把几个过程合为一个过程来处理，如用动量守恒定律解决比较复杂的运动。
7)对多个研究对象进行整体思考，即把两个或两个以上的物体作为一个整体进行考虑，如应用动量守恒定律时，就是把多个物体看成一个整体(或系统)。
8)若单独利用动量观点(或能量观点)无法解决问题，可尝试两种观点结合联立方程求解。
牛顿定律结合运动学公式与能量观点解题的比较
牛顿定律结合运动学公式与能量观点解题的比较物理的力量就是简单的力量，在物理学习中，参考系的选取原则是怎么方便（简单）怎么取，其实运用物理观点解题也是一样，哪种方式简单就选哪种。
在我们平时解决物理问题的时候，第一步是要在认真审题的过程中建立物理模型、创设物理情景，然后就是要思考并把握好研究对象、研究过程和研究方法。
这些过程缺一不可，然而研究方法的选取对解决题目起了至关重要的作用。
因为研究方法的对与错决定了你的答案的正确性，重要的是研究方法的选取会影响你做题目的难易（方便）程度。
在高一运动学问题中有两种解决方法：一.运用牛顿定律结合运动学公式二：运用能量观点。
我们在解决问题时方法的选取尤为重要。
在解题过程中一般会出现下文中的几种情况。
1、题目既可以用牛顿定律结合运动学公式解决，又可以用能量观点解决。
题一：质量为4kg的铅球，从离沙坑表面1.8米高处自由下落，在沙中又沿竖直方向前进了0.2m后停止，求沙对小球的平均阻力？方法一：W = △E k =mg（h1 + h2）—fh2 = 0 =》f = 400N 方向与初速度相反方法二：V1²= 2gs =》V1 = 6 m/s a= V2²—V1²/2S2 =-90m/s²f =ma – mg = -400N 阻力大小为400N，方向与初速度相反题二：质量为1kg的小球从高15米处以10m/s的速度沿水平方向抛出，试求小球落地时的速率？方法一：W = mgh=½mV2²—½mV1²=》V2 =20m/s方法二：h=½gt²=》t = 根号3 s V竖= gt =10根号3m/sV=根号（V竖²+ V水平²）= 20m/s由以上两题可看出在两种方法都可以用的情况下，用能量观点求解会比较方便，过程比较简洁、计算简单。
，这样就不容易出错。
2、题目只能用能量观点解决题一：在离地面高为h处，沿竖直方向以初速度V抛出一质量为m的小球，若其所受的阻力大小恒为f，设其与地面碰撞时没有能量损失，则当m最后静止于地面时，试求小球通过的总路程？解：W = mgh —fs = 0 —½mV²=》S = 2mgh + mV²/ 2f这道题目的求解过程中忽略了小球的运动过程，而如果要用牛顿定律结合运动学公式求解时不能忽略过程，那么求解时将会非常麻烦，而且不易求出答案。
应用力学的“三大观点”解题
分类 力的瞬时
作用 力的空间 积累作用
力的时间 积累作用
对应规律 牛顿第二定律
动能定理 机械能守恒定律
动量定理
动量守恒定律
规律内容 物体的加速度大小与合外力成正比，与质量 成反比，方向与合外力的方向相同 外力对物体所做功的代数和等于物体动能的增量 在只有重力(弹簧弹力)做功的情况下，物体的机械 能的总量保持不变 物体所受合外力的冲量等于它的动量的增量 系统不受外力或所受外力之和为零时，系统的总动 量就保持不变．(在某个方向上系统所受外力之和 为零，系统在这个方向上的动量分量就保持不变)
令 h 表示 B 上升的高度，有 h＝v′2g22④ 由以上各式并代入数据得 h＝4.05 m⑤ 【答案】 4.05 m
动量、能量、牛顿运动定律、匀变速直线运动综合 例 4 如图的水平轨道中，AC 段的中点 B 的正上方有一探 测器，C 处有一竖直挡板，物体 P1 沿轨道向右以速度 v1 与静止 在 A 点的物体 P2 碰撞，并接合成复合体 P，以此碰撞时刻为计 时零点，探测器只在 t1＝2 s 至 t2＝4 s 内工作．已知 P1、P2 的质 量都为 m＝1 kg，P 与 AC 间的动摩擦因数为 μ＝0.1，AB 段长 L ＝4 m，g 取 10 m/s2，P1、P2 和 P 均视为质点，P 与挡板的碰撞 为弹性碰撞．
(1)物块 C 的质量 mC； (2)墙壁对物块 B 的弹力在 4 s 到 12 s 的时间内对 B 的冲量 I 的大小和方向； (3)B 离开墙后的过程中弹簧具有的最大弹性势能 Ep.
【解析】 (1)由图知，C 与 A 碰前速度为 v1＝9 m/s，碰后 速度为 v2＝3 m/s，C 与 A 碰撞过程动量守恒，
【解析】 设物块受到水平冲量后速度为 v0.滑环固定时12 Mv02＝MgL 得 v0＝ 2gL.
2023届高考一轮复习学案：三大力学观点中的三类典型题
“三大力学观点”中的三类典型题学案1内容归纳：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.力学中的五大规律规律公式表达＝ma牛顿第二定律F合W合＝ΔE k动能定理W合＝m v－m vE1＝E2机械能守恒定律mgh1＋m v＝mgh2＋m vF合t＝p′－p动量定理I合＝Δp动量守恒定律m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′突破一“滑块—弹簧”模型模型图示模型特点(1)两个或两个以上的物体与弹簧相互作用的过程中，若系统所受外力的矢量和为零，则系统动量守恒。
(2)在能量方面，由于弹簧形变会使弹性势能发生变化，系统的总动能将发生变化；若系统所受的外力和除弹簧弹力以外的内力不做功，系统机械能守恒。
(3)弹簧处于最长(最短)状态时两物体速度相等，弹性势能最大，系统动能通常最小(完全非弹性碰撞拓展模型)。
(4)弹簧恢复原长时，弹性势能为零，系统动能最大(弹性碰撞拓展模型，相当于碰撞结束时)[典例1]两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为2 kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v＝6 m/s的速度在光滑的水平地面上运动，质量为4 kg的物块C静止在前方，如图所示，B与C碰撞后二者会粘连在一起运动。
则下列说法正确的是()A．B、C碰撞刚结束时的共同速度为3 m/sB.．弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为3 m/s C．弹簧的弹性势能最大值为36 JD．弹簧再次恢复原长时A、B、C三物块速度相同[练习１]如图所示，A、B、C三个木块的质量均为m，置于光滑的水平面上，B、C 之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触但不固连，将弹簧压缩到不能再压缩时用细线把B、C紧连，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一个整体。
现A以初速度v0沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并黏合在一起。
例析解决动力学问题的三种观点
量观点联合求解，或用动量观点与力的观点联合求解，有 时甚 至三 种观 点 都采用 才 能求 解 ，因此 ，三 种观 点不 要绝
对化 。下面通 过例 题 说 明各 个 观点 的应 用 。 三、典型例题透析 （ 一 ）动量 与 能量观 点
有：ｍ ｇ ｈ ＝ 寺 。 ，ｖ ； ２
①
【 教学 交 流
例析解 决动力学 问题 的三种观点
◇ 甘肃省泾川 县高平 中学／ 孟宏涛
【 摘要 】解 决动 力学问题有三种观 点 ，但 学生 在具体运用 这 三种观 点解决 问题 时经常会 出现 问题。本 文结合典型 例题 ， 对于动力学 问题予以解法指导 。
【 关键词 】动力学 问题 三观点
一
、
解决动力学 问题 的三种观 点
联立 ①② ⑤⑥ ⑦式 得 ＝ ０ ＋ 争ｘ Ｔ ⑨
因为子弹在钢板中受到的阻力为恒力，由⑧式可得，
பைடு நூலகம்
１ ． 牛顿第 二 定律 和运 动学 公式 （ 力 的观 点） ；
射 入 第 二 块 钢 板 的深 度 ｘ 为 － １ ＋ ２ ． 动量 定理 和动 量 守恒定 律（ 动 量观 点） ； ⑨ ３ ． 动 能定 理 、机械 能 守恒 定律 、功 能关 系 、能 的转 化 （ 二 ）三 个观 点的 综合 和 守恒 定律 （ 能量 观 点） 。 【 例３ 】如 图所 示 ， 一质 量 为 ｍ 二 、三种观 点的合理选 取 的 小 球 ， 在 Ａ点 从 静 止 开 始 沿 半 球 １ ． 研究某一物体所受力的瞬时作用与物体运动状态 的 形容 器 内壁 无摩 擦 地滑 下 ，Ｂ 点 与容 关系（ 或 涉及 加速 度） 时，一 般用 力 的观 点解 决 问题 ： 器 底部Ａ点 的高 度差 为ｈ 。容 器质 量 为Ｍ ，内壁 半径 为Ｒ。 ２ ． 研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变
运动学三大定律
解题思路
m
v0
1）相互作用的物体系统动量守恒
2）系统机械能变化外力做功能量转化
——系统动能定理
v0
M
m
v0
M
V V
m
M
高考复习
运动学三大定律
1、力学观点：牛顿定律和运动定律 解决：研究某一物体所受力与运动状态的关系---------匀变速运动
2、动量观点：动量定理
动量守恒定m1v1+m2v2=m’1v’1+m’2v’2
解决：1)涉及时间（力的瞬时作用）优先考虑动量定理 2)若研究对象为一物体系统，且它们之间有相互 作用 时，优先考虑动量守恒定律
3、 能量观点: 动能定理、机械能守恒定律、功能关系、 能的转化和守恒定律 ．
解决 : 1)涉及功和位移时优先考虑动能定理
2)若研究的对象为一物体系统，且它们之 间有相互作用时，优先考虑两大守恒定律
3)出现相对路程的则优先考虑能量守恒定律
解题思路
1、优先选用动量观点和能量观点； 2、在涉及加速度问题时就必须用力的观点． 3、有些综合问题，用到的观点不只一个，因此，三种 观点不要绝对化．
解题程序
①正确确定研究对象（多个物体组成的系统：要明确研究 对象是某一隔离体还是整体组成的系统）；
②．正确分析物体的受力情况和运动情况，画出力的 示意图，运动的位置图．
③、根据上述情况确定选用什么规律，并列方程求解．
定律的应用
例1．质量M＝4kg、长L＝3m的木板，在F＝8N的水平
恒力作用下，正以v0＝2m/s的速度在水平地面上向右匀
它与地面间的动摩擦因素μ1＝0.1，另一质量m2＝1.98kg 的木块静止于木板的左端，它与长木板间的动摩擦因素μ2
物理学中的牛顿运动定律和能量守恒
物理学中的牛顿运动定律和能量守恒物理学作为自然科学的重要分支，涉及到许多基本的物理规律和原理。
其中，牛顿运动定律和能量守恒定律是理解物体运动和相互作用的基础。
本文将对牛顿运动定律和能量守恒定律进行详细介绍和分析。
一、牛顿运动定律牛顿运动定律是描述物体运动状态和相互作用的重要定律。
它由英国科学家艾萨克·牛顿在17世纪提出，被广泛应用于各个物理学领域。
1. 第一定律（惯性定律）：一个物体如果没有外力作用，将保持静止或匀速直线运动。
第一定律是揭示物体惯性特征的定律。
它告诉我们，任何物体都具有惯性，即物体将保持原来的静止状态或匀速直线运动状态，除非有外力作用于它。
2. 第二定律（运动定律）：物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。
加速度的方向与作用力方向相同。
第二定律是关于物体运动的基本定律。
它表明物体的加速度与作用于物体上的力成正比，与物体的质量成反比。
即，物体的加速度等于作用在其上的力除以物体的质量。
3. 第三定律（作用-反作用定律）：对于任何两个物体之间的相互作用力，作用力和反作用力大小相等、方向相反，且作用于不同的物体上。
第三定律是关于相互作用力的定律。
它描述了物体间相互作用时力的性质。
根据这个定律，任何两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反，并且作用在不同的物体上。
二、能量守恒定律能量守恒定律是热力学和动力学中的基本原理之一。
它表明在没有能量损耗的封闭系统中，能量总量保持不变。
能量守恒定律包含以下几个方面：1. 机械能守恒：在没有外力做功或通过外界做功的封闭系统中，机械能守恒。
机械能是由物体的动能和势能组成的，可以相互转化，但总能量保持不变。
2. 热能守恒：在没有热量进出的封闭系统中，热能守恒。
热能是由分子热运动产生的能量，系统内热能的增加等于热量和做功之和，总热能保持不变。
3. 能量转化：能量可以在不同形式之间进行转化，如机械能可以转化为热能，热能可以转化为电能等。
这是能量守恒定律所允许的。
高考物理专题突破【“三大观点”解答力学综合问题】
械能守恒．
(4)弹簧处于原长时，弹性势能为零．
第 2 维度：“滑块—平板”模型 (1)“滑块”问题是动量和能量的综合应用之一，由于滑块与平板之间常存在一对相 互作用的摩擦力，这对摩擦力使滑块、平板的动量发生变化，也使它们的动能发生改变， 但若将两者视为系统，则这对摩擦力是系统的内力，它不影响系统的总动量，但克服摩 擦力做功，使系统机械能损失，所以解决“滑块”问题常用到动量守恒定律． (2)解决“滑块”问题时一般要根据题意画出情景示意图，有助于分析物理过程，也 有助于找出物理量尤其是位移之间的关系.
考点一 动量与能量的综合问题
多维探究
1．解决力学问题的三大观点
动力学观点
运用牛顿运动定律结合运动学知识，可解决匀变速运动问题
能量观点
用动能定理和能量守恒定律等，可解决非匀变速运动问题
动量观点
用动量守恒定律等，可解决非匀变速运动问题
2.动量观点和能Βιβλιοθήκη 观点的比较 (1)研究对象都是相互作用的物体组成的系统
第 3 维度：子弹与木块模型 (1)当子弹和木块的速度相等时木块的速度最大，两者的相对位移(子弹射入木块的 深度)取得极值． (2)系统的动量守恒，但系统的机械能不守恒，摩擦力与两者相对位移的乘积等于系 统机械能的减少，当两者的速度相等时，系统机械能损失最大．由 ΔEk＝m＋MM Ek0 可 以看出，子弹的质量越小，木块的质量越大，动能损失越多． (3)根据能量守恒，系统损失的动能等于系统其他形式能的增加． (4)解决该类问题，既可以从动量、能量两方面解题，也可以从力和运动的角度借助 图象求解．
相同点 (2)研究过程都是某一运动过程 动量守恒定律是矢量表达式，还可以写出分量表达式；而动能定理和能量守
不同点 恒定律都是标量表达式，绝无分量表达式
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牛顿定律结合运动学公式与能量观点解题的比较
物理的力量就是简单的力量，在物理学习中，参考系的选取原则是怎么方便（简单）怎么取，其实运用物理观点解题也是一样，哪种方式简单就选哪种。
在我们平时解决物理问题的时候，第一步是要在认真审题的过程中建立物理模型、创设物理情景，然后就是要思考并把握好研究对象、研究过程和研究方法。
这些过程缺一不可，然而研究方法的选取对解决题目起了至关重要的作用。
因为研究方法的对与错决定了你的答案的正确性，重要的是研究方法的选取会影响你做题目的难易（方便）程度。
在高一运动学问题中有两种解决方法：一.运用牛顿定律结合运动学公式二：运用能量观点。
我们在解决问题时方法的选取尤为重要。
在解题过程中一般会出现下文中的几种情况。
1、题目既可以用牛顿定律结合运动学公式解决，又可以用能量观点解决。
题一：质量为4kg的铅球，从离沙坑表面1.8米高处自由下落，在沙中又沿竖直方向前进了0.2m后停止，求沙对小球的平均阻力？
方法一：W = △E k =mg（h1 + h2）—fh2 = 0 =》f = 400N 方向与初速度相反方法二：V1²= 2gs =》V1 = 6 m/s a= V2²—V1²/2S2 =-90m/s²
f =ma – m
g = -400N 阻力大小为400N，方向与初速度相反
题二：质量为1kg的小球从高15米处以10m/s的速度沿水平方向抛出，试求小球落地时的速率？
方法一：W = mgh=½mV2²—½mV1²=》V2 =20m/s
方法二：h=½gt²=》t = 根号3 s V竖= gt =10根号3m/s
V=根号（V竖²+ V水平²）= 20m/s
由以上两题可看出在两种方法都可以用的情况下，用能量观点求解会比较方便，过程比较简洁、计算简单。
，这样就不容易出错。
2、题目只能用能量观点解决
题一：在离地面高为h处，沿竖直方向以初速度V抛出一质量为m的小球，若其所受的阻力大小恒为f，设其与地面碰撞时没有能量损失，则当m最后静止于地面时，试求小球通过的总路程？
解：W = mgh —fs = 0 —½mV²=》S = 2mgh + mV²/ 2f
这道题目的求解过程中忽略了小球的运动过程，而如果要用牛顿定律结合运动学公式求解时不能忽略过程，那么求解时将会非常麻烦，而且不易求出答案。
3、题目只能用牛顿定律结合运动学公式解决
题一：以恒力F作用在质量为m初速度为V0的物体上，经过时间t后速度多大？位移为多少？
解：F=ma =》a=F/m V t=V0 + at = V0 + Ft/m S =V0t + ½at²=V0t + Ft²/2m
题二：长L=1.25m，质量M=8kg的平板车静止在光滑的水平面上，车的左端放一质量
m=2kg的木块，他与车之间的动摩擦因数μ=0.2，现以水平恒力F=10N拉木块在车上滑行，物体最终从车的右端滑落，木块在车上滑动过程中，问：木块位移为多少？
设木块的加速度为a1，小车的加速度为a2 ,S为小车的位移
F —μmg =m a1=》a1 = 3m/s²（方向与力F相同）S + L =½a1 t²1
μmg =Ma2 =》a2=0.5 m/s²（方向与力 F相同）S =½a2t² 2
由1、2可得：S= 0.25m 那么木块沿F方向位移为：S + L=1.5m
由以上两题可看出，尽管有时用能量观点解题会方便一些，但是牛顿定律结合运动学公式的解题方法不能被完全取代。
由题目中也可看出，一般涉及加速的时用牛顿定律结合运动学公式解题。
总结：牛顿定律结合运动学公式解题中的研究对象所受的力必须是恒力（不是因为牛顿定律不能用，而是因为运动学公式不能用），解题中需要注重过程。
而在可以忽略过程的情况下，只需求初、末状态时或者是在物体受变力情况下，可选用能量观点解题会显得方便一些。
我们需要根据具体情况（题目中所提供的已知物理量、题目所要求解的物理量…）来选择适当的方法解题。
在单个物体运动且过程简单时一般用牛顿定律结合运动学公式解，在涉及多个物体的复杂运动时一般用能量观点解。
在一般情况下，我们首选的办法是用能量观点解题，在能量观点不能用时，再考虑用牛顿定律结合运动学公式求解，这样解题会比较方便，而且不容易出错。
好的解题方法是正确解题的充要条件！所以在解决物理问题前需要先思考采取哪种方法求解会比较好。
广外外校
高一（2）班。