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。
2025高考物理总复习力学三大观点的综合应用
台最右端 N 点停下，随后滑下的 B 以 2v0 的速度与 A 发
图1
生正碰，碰撞时间极短，碰撞后 A、B 恰好落在桌面上圆盘内直径的两端。已知 A、
B 的质量分别为 m 和 2m，碰撞过程中损失的能量为碰撞前瞬间总动能的14。A 与
传送带间的动摩擦因数为 μ，重力加速度为 g，A、B 在滑至 N 点之前不发生碰撞，
答案 (1)8 N 5 N (2)8 m/s (3)0.2 m
解析 (1)当滑块处于静止时桌面对滑杆的支持力等于滑块和
滑杆的重力，即N1＝(m＋M)g＝8 N 当滑块向上滑动时受到滑杆的摩擦力f＝1 N，根据牛顿第三定
律可知滑块对滑杆的摩擦力f′＝1 N，方向竖直向上，则此时桌
面对滑杆的支持力为N2＝Mg－f′＝5 N。
一起竖直向上运动。已知滑块的质量m＝0.2 kg，滑杆的质量
M＝0.6 kg，A、B间的距离l＝1.2 m，重力加速度g取10 m/s2，
不计空气阻力。求：
图4
01 02 03 04
目录
提升素养能力
(1)滑块在静止时和向上滑动的过程中，桌面对滑杆支持力的大
小N1和N2； (2)滑块碰撞前瞬间的速度大小v1； (3)滑杆向上运动的最大高度h。
该过程中弹簧对物体B冲量的大小。
答案 (1)mA 2gH mA＋mB
(2)2t 2(mA＋mB)gt＋2mA 2gH
解析 (1)设A和B碰前瞬间的速度大小为v0，和B碰后瞬间的
速度大小为v，有 mAgH＝21mAv20 v0＝ 2gH
01 02 03 04
目录
提升素养能力
由动量守恒定律有 mAv0＝(mA＋mB)v 解得 v＝mmAA＋2mgHB 。 (2)从碰后至返回到碰撞点的过程中，AB结合体做简谐运动。 根据简谐运动的对称性，可得运动时间t总＝2t 回到碰撞点时速度大小为 vt＝v＝mmAA＋2mgHB 方向竖直向上 取向上为正方向，由动量定理得I－(mA＋mB)g·2t＝(mA＋mB)vt－[－(mA＋mB)v] 解得 I＝2(mA＋mB)gt＋2mA 2gH。
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。
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
知识点55应用三大观点解决悬绳模型与滑块碰撞问题(拔尖)
学问点55：应用三大观点解决悬绳模型与滑块碰撞问题【学问点的理解与运用】1．解动力学问题的三种观点：①动力学的方法：运用牛顿运动定律结合运动学学问解题，可处理匀变速运动问题． ②能量方法：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动量方法：用动量守恒观点解题，可处理非匀变速运动问题．2．力学规律的选用原那么①假如要列出各物理量在某一时刻的关系式，可用牛顿其次定律．②讨论某一物体受到力的持续作用发生运动状态转变时，一般用动量定理(涉准时间的问题)或动能定理(涉及位移的问题)去解决问题．③假设讨论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能量守恒定律去解决问题，但需留意所讨论的问题是否满意守恒的条件．④在涉及相对位移问题时那么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削减量，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，需留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．这种问题由于作用时间都极短，因此用动量守恒定律去解决．3．滑块与悬物碰撞模型的特点：悬绳模型是指由悬绳或通过弧形滑槽将不同的物体连在一起组成的系统。
此类问题应认清物体的运动过程和运动状态，留意物体运动到最高点或最低点时速度相同的隐含条件及系统机械能守恒定律的应用。
考点一：悬绳与滑块碰撞问题题型一：悬绳与滑块水平式碰撞模型【典例1拔尖题】长为l 的轻绳上端固定，下端系着质量为m 1的小球A ，处于静止状态．A 受到一个水平瞬时冲量后在竖直平面内做圆周运动，恰好能通过圆周轨迹的最高点．当A 回到最低点时，质量为m 2的小球B 与之迎面正碰，碰后A 、B 粘在一起，仍做圆周运动，并能通过圆周轨迹的最高点．不计空气阻力，重力加速度为g ，求：〔1〕A 受到的水平瞬时冲量I 的大小；〔2〕碰撞前瞬间B 的动能E k 至少多大？【典例1拔尖题】【答案】(1)m 15gl (2)5gl (2m 1＋m 2)22m 2【解析】(1)A 恰好能通过圆周轨迹的最高点，此时轻绳的拉力刚好为零，设A 在最高点时的速度大小为v ，由牛顿其次定律，有m 1g ＝m 1v 2l ，A 从最低点到最高点的过程中机械能守恒，取轨迹最低点处重力势能为零，设A 在最低点的速度大小为v A ，有12m 1v 2A ＝12m 1v 2＋2m 1gl ，由动量定理，有I ＝m 1v A 联立，得I ＝m 15gl 。
牛顿运动定律与动能(动量)定理
专题三牛顿运动定律与动能（动量）定理高考展望牛顿运动定律是力学的核心内容，也是整个物理学的重要内容。
高考命题取材广泛，多以考查对定律的理解和应用为主，尤其是与热学、电磁学及与交通运输和体育竞技等实际问题相联系，命题考查特点灵活性强，出现综合题的可能性较大。
牛顿运动定律反映了力的瞬时作用效果，动量定理反映了力对时间的积累效果，动能定理反映了力对空间的积累效果。
这三种观点被称为处理力学问题的三把“金钥匙”。
◆1．牛顿第一定律(1)它阐明了物体不受力时的运动状态是保持匀速直线运动或静止状态。
确定了力的含义，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。
(2)它建立了惯性(3)它是不能由实验直接加以验证的(原因是因为物体不受外力的条件在实际上是无法实现的)。
它是大量实验事实的合乎逻辑的推理和总结，是动力学的重要规律之一。
◆2．牛顿第二定律，它的数学表达式是ａ=F/m，但实际应用时一般写作F=mａ：(1)理解时不可脱离开物理内容而单纯从数学形式上说“作用力跟物体的加速度成正比，跟物体的质量成正比”，也不可因为在数值上F=ma，就错误地认为mａ也是力。
(2)注意定律的“四性”，即同体性、矢量性、瞬时性、独立性。
“同体性”是指F、m和合a都是对于同一物体而言的；“矢量性”是指加速度和合外力都是矢量，加速度的方向取决于合外力的方向；“瞬时性”是指加速度与合外力存在瞬时对应关系，合外力改变，加速度随即相应改变，因此加速度可以发生突变，但物体运动的速度却不能发生突变；“独立性”是指作用在物体上的每个力都将独立地产生各自的加速度，合外力的加速度即是这些加速度的矢量和。
(3)牛顿第二定律仅适用于惯性参照系(相对地面没有加速度的参照系)，牛顿第二定律适用的范围是宏观物体(相对分子、原子)低速运动(远小于光速)的情况。
◆3．牛顿第三定律——区别一对作用力反作用力与一对平衡力。
(1)从研究对象来看，作用力和反作用力分别作用在相互作用的两个物体上，而平衡力是作用在同一物体上；(2)从作用效果看，作用力和反作用力各有各的作用效果，而平衡力的作用效果总是使物体保持平衡状态；(3)从力的性质看，作用力和反作用力的性质必须相同，而平衡力的性质可以不同。
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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。