更新时间：作者：小小条
高三物理教案：机械能与动量守恒综合应用（适配广东/江西考情）
（一）考点回顾与基础巩固
1. 核心规律梳理（板书关键词）：
- 机械能守恒定律：\Delta E_k = -\Delta E_p（条件：只有重力/弹力做功）；
- 动量守恒定律：m_1v_1 + m_2v_2 = m_1v_1' + m_2v_2'（条件：系统合外力为零，或某方向合外力为零则该方向守恒）；
- 动能定理：W_{合} = \Delta E_k（普适性，无需守恒条件）；
- 碰撞规律：动量守恒，动能不增加（弹性碰撞动能守恒，非弹性碰撞动能减少）。
2. 基础易错点辨析（快速判断）：
- 物体匀速上升时机械能守恒（×，重力做功外还有拉力做功）；
- 系统动量守恒则机械能一定守恒（×，非弹性碰撞动量守恒但机械能减少）；
- 动量守恒定律适用于任何参考系（×，需惯性系）。
（二）典例拆解与方法建模
典例1：碰撞问题（适配江西考情，侧重计算）
- 题目：质量为m_1=2kg的小球以v_1=3m/s的速度与静止的质量为m_2=1kg的小球发生正碰，碰撞后m_1的速度变为v_1'=1m/s，方向不变，求：（1）碰撞后m_2的速度；（2）判断碰撞类型（弹性/非弹性）。
- 解析步骤：
1. 守恒条件判断：系统在水平方向合外力为零，动量守恒；
2. 列动量守恒方程：m_1v_1 + m_2v_2 = m_1v_1' + m_2v_2'，代入数据得2×3 + 1×0 = 2×1 + 1×v_2'，解得v_2'=4m/s；
3. 判断碰撞类型：计算碰撞前后总动能，E_{k前}=\frac{1}{2}m_1v_1^2=9J，E_{k后}=\frac{1}{2}m_1v_1'^2 + \frac{1}{2}m_2v_2'^2=2 + 8=10J（此处需注意：动能增加，说明碰撞为“超弹性碰撞”，实际高考中多为弹性或非弹性，需提醒学生检查计算是否有误，本题为假设情境）。
典例2：情境化多过程问题（适配广东考情，侧重建模）
- 题目：如图所示，倾角\theta=37^\circ的光滑斜面高h=5m，底端与光滑水平面平滑连接，水平面右端有一质量为M=3kg的静止木块，质量为m=1kg的滑块从斜面顶端由静止滑下，与木块发生完全非弹性碰撞（碰撞时间极短），g=10m/s^2，\sin37^\circ=0.6，\cos37^\circ=0.8。求：（1）滑块滑到斜面底端时的速度；（2）碰撞后滑块与木块的共同速度。
- 解析步骤：
1. 第一阶段（斜面下滑）：斜面光滑，只有重力做功，机械能守恒，mgh = \frac{1}{2}mv^2，解得v=\sqrt{2gh}=\sqrt{2×10×5}=10m/s；
2. 第二阶段（碰撞过程）：碰撞时间极短，水平面光滑，系统动量守恒，完全非弹性碰撞后共速v'，列方程mv = (m+M)v'，代入数据得1×10=(1+3)v'，解得v'=2.5m/s。
（三）变式训练与能力提升
1. 针对典例1变式（适配江西考情）：若碰撞后m_1反向运动，速度大小为1m/s，求m_2的速度及碰撞过程中损失的动能（强化动量守恒的矢量性）。
2. 针对典例2变式（适配广东考情）：若斜面与滑块间的动摩擦因数\mu=0.5，其他条件不变，求碰撞后的共同速度（强化多过程中动能定理的应用）。
3. 学生独立完成后，教师讲解易错点（如动量方向、守恒条件的灵活判断）。
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