《2018版高考物理大一轮复习（浙江专用%2C人教版）热点专题课件专题三 力学综合计算题例析 （共42张PPT）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018版高考物理大一轮复习（浙江专用%2C人教版）热点专题课件专题三 力学综合计算题例析 （共42张PPT）（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题三 力学综合计算题例析说明:该专题针对新高考试题中的力学计算综合问题,是专题一 和专题二的补充和提升。我们要重视力学计算题的分析研究,一方面是由于力学计算题的得分将很大程度影响一个同学的学考和选 考成绩,另一方面由于力学综合问题的分析是物理问题分析的基本 能力要求,对选考试题中的最后两个计算大题的分析与求解也将会有很大的提升作用。 力学计算综合问题得分的关键是能对研究对象进行正确的状态 分析和运动过程分析,并能综合选用力与运动、功和能等规律。-3-特别提醒 考试是知识水平和综合素质能力的检测,考试以拿分 为目的,由于时间限制,不能跟平时的练习一样细细地品味每一道 题,而是要尽量提高解题速度
2、和准确率,达到在规定的时间内完成 限定题目。以下几点,具有一定的抢分效果,考生可根据自己的情 况,选择性参考使用。 1.无论是熟悉还是生疏题型,都要从审题开始,全面分析物理过 程,建立物理模型,判断遵循的规律,理顺解题思路,选择答题方法。 特别是似乎做过或见过的“熟”面孔,决不能主观臆断,编者只要稍做 改动,结果就会截然不同。 2.注重解题规范,细节决定成败,对考试来说,能拿的一分也不能 丢。这需要在平时的练习中刻苦训练,态度要严谨,千万不要说“我 考试会注意的”一类的话,平时没有好习惯,在考试时紧张的气氛下, 你哪里还有心情去注意这注意那呢?-4-3.分步列式,简略演算,可提高得分率和解题速
3、度,争取更多的答 题时间。有的考生习惯写连等式,如此一来,只要中间错了一步(大 多是演算错误,少数是公式错误),整个过程都没有分,分步列式可有 效地避免演算错误造成的失分,同时可以提高解题速度。 4.学会放弃。对不同层次的考生,难度和难题会有不同,阅读两遍 试题仍没有头绪,可以先行放弃,将会做的题先拿下,做完做对,也许会比你硬去啃难题效果更好。-5-例1(同一直线复杂多过程运动问题)如图所示,一种运动游戏,运 动员从起跑线开始推着滑板加速一段相同距离后,再跳上滑板自由 滑行,滑行距离远但又不掉入水池的为获胜者,其运动过程可简化 为以下模型:一质量M=60 kg的运动员用与水平方向成37角的恒
4、力F斜向下推静止于A点、质量m=20 kg的滑板,使其匀加速运动到 P点时迅速跳上滑板(跳上瞬间可认为滑板速度不变),与滑板一起 运动到水池边的B点时刚好停下,已知AP长x1=12 m,PB长x2=28.8 m,滑板与水平面间的动摩擦因数为=0.2,不计滑板长和空气阻力,取=2.24,重力加速度g取10 m/s2,sin 37=0.6,求:(1)运动员在AP段所施加的力F的大小; (2)滑板从A运动到B所用的时间t。-6-答案:(1)200 N (2)7.62 s -7-名师点评1.本题是典型的先加速后减速的运动问题,求解时一定要抓住连接点的速度值。3.利用Ff=FN求滑动摩擦力时一定要注意F
5、N为正压力。-8-例2(多条件斜面与平面结合问题)滑雪运动中当滑雪板压在雪地 时会把雪内的空气逼出来,在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气 垫”,从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦。然而当滑雪板相对雪地 速度较小时,与雪地接触时间超过某一值就会陷下去,使得它们间 的摩擦力增大。假设滑雪者的速度超过4 m/s时,滑雪板与雪地间 的动摩擦因数就会由1=0.25变为2=0.125。一滑雪者从倾角 =37的坡顶A处由静止开始自由下滑,滑至坡底B(B处为一光滑小 圆弧)后又滑上一段水平雪地,最后停在C处,如图所示,不计空气阻 力,坡长L=26 m,g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8
6、,求:-9-(1)滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间; (2)滑雪者到达B处的速度; (3)滑雪者在水平雪地上运动的最大距离。解析:(1)设滑雪者质量为m,在斜坡上从静止开始加速至速度v1=4 m/s期间,由F合=ma得 mgsin 37-1mgcos 37=ma1 解得a1=4 m/s2代入数据解得vB=16 m/s;-10-(3)设滑雪者速度由vB=16 m/s减速到v1=4 m/s 期间运动的位移为 x3,速度由v1=4 m/s减速到零期间运动的位移为x4,则由动能定理有所以滑雪者在水平雪地上运动的最大距离x=x3+x4=99.2 m。 答案:(1)1 s (2)16 m/
7、s (3)99.2 m-11-名师点评物体斜面上下滑时,首先要确定斜面上动摩擦因数发生 变化的位置,物体水平面上滑动时要分段研究;本题可以运用力和 运动方法求解,也可用动能定理求解,如果试题中不涉及加速度,可优先使用动能定理。-12-例3(斜面上直线运动与图象结合问题)如图所示,质量m=1.5 kg的 物体置于倾角=37的固定斜面上(斜面足够长),对物体施加平行 于斜面向上的恒定拉力F,作用时间t1=1 s时撤去拉力,物体运动的 部分v-t 图象如图乙所示。(g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8)(1)求物体与斜面间的动摩擦因数和拉力F的大小; (2)在图乙上将6 s
8、内物体运动的v-t图象补画完整,要求标明相关 数据,但不要求写出运算过程; (3)6 s末物体与出发点(O时刻位置)的距离是多少?-13-解析:(1)由图象可知根据牛顿第二定律得 F-mgsin -mgcos =ma1, -mgsin -mgcos =ma2, 代入数据计算得出=0.5,F=30 N;-14-答案:(1)0.5 30 N (2)见解析图 (3)21 m -15-名师点评1.多过程问题一定要善于过程分解,分析清楚每一过程 的受力情况和运动情况,多过程问题在书写过程中要注意小角标的 书写,不同位置的物理量要有区分。 2.给分重过程,解题时要注意分步列式(结果可最后得出),不要漏 掉
9、或合并关系式,避免阅卷老师阅卷时找不到得分点。-16-例4(多种运动模型综合问题)如图所示,半径R=0.5 m 的光滑圆弧 轨道ABC与足够长的粗糙轨道CD在C处平滑连接,O为圆弧轨道 ABC的圆心,B点为圆弧轨道的最低点,半径OA、OC与OB的夹角分 别为53和37。将一个质量m=0.5 kg的物体(视为质点)从A点左侧 高为h=0.8 m处的P点水平抛出,恰从A点沿切线方向进入圆弧轨 道。已知物体与轨道CD间的动摩擦因数=0.8,重力加速度g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8。求:(1)物体水平抛出时的初速度大小v0; (2)物体经过B点时,对圆弧轨道压力大小FN
10、; (3)物体在轨道CD上运动的距离x。-17-18-(3)因mgcos 37mgsin 37,物体沿CD向上做匀减速运动,速度减为零后不会下滑 从B到上滑至最高点的过程,由动能定理有代入数据可解得x1.09 m。 答案:(1)3 m/s (2)34 N (3)1.09 m名师点评多模型组合是第二个计算题最有可能命题的题型,复习 时要特别研究这类试题的解答要点,平抛主要是要分清位移角和速 度角,不要搞错,圆周运动主要是绳、杆等几个模型的临界点特点分析。-19-例5(力学综合中有关极值的问题)如图所示,光滑半圆形轨道处于竖直平面内,半圆轨道与光滑的 水平地面相切于半圆的端点A。一质量为m的小球在
11、水平地面上的 C点受水平向左的恒力F由静止开始运动,当运动到A点时撤去恒力 F,小球沿竖直半圆轨道运动到轨道最高点B点,最后又落在水平地 面上的D点(图中未画出)。已知A、C间的距离为L,重力加速度为g。 (1)若轨道半径为R,求小球到达圆轨道B点时对轨道的压力FN; (2)为使小球能运动到轨道最高点B,求轨道半径的最大值Rm; (3)轨道半径R多大时,小球在水平地面上的落点D到A点距离最大 ?最大距离xm是多少?-20-21-22-名师点评极值问题也是物理计算题中经常会涉及研究的问题,这 类问题的关键是写出相关物理量之间的函数关系式,然后根据数学 方法求极值,必要时还要作出讨论。-23-例6
12、(力学综合中的临界问题)某校兴趣小组制作了一个游戏装置, 其简化模型如图所示,在A点用一弹射装置将小滑块以某一水平速度 弹射出去,沿水平直线轨道运动到B点后,进入半径R=0.1 m的光滑竖 直圆形轨道,运行一周后自B点向C点运动,C点右侧有一陷阱,C、D两 点的竖直高度差h=0.2 m,水平距离s=0.6 m,水平轨道AB长为L1=0.5 m,BC长为L2=1.5 m,小滑块与水平轨道间的动摩擦因数=0.4,重力加 速度g取10 m/s2。(1)若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点,求小滑块在A点弹射出的 速度大小; (2)若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后只 要不掉进陷阱即为胜
13、出。求小滑块在A点弹射出的速度大小范围。-24-25-答案:(1)3 m/s (2)3 m/svA4 m/s或vA5 m/s -26-名师点评本题讨论要使小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形 轨道,不掉进陷阱,考虑问题要全面,容易出现只想着越过陷阱,而忘 记了在到达陷阱前停止的情况,临界问题要特别注意可能出现的各种临界条件。-27-例7(与数学函数方程相结合的问题)如图所示,质量为m的小球从 四分之一光滑圆弧轨道顶端由静止释放,从轨道末端O点水平抛出, 击中平台右下侧挡板上的P点。以O为原点在竖直面内建立如图所 示的平面直角坐标系,挡板形状满足方程y=6-x2(单位:m),小球质量 m=0.4
14、kg,圆弧轨道半径R=1.25 m,g取10 m/s2,求:(1)小球对圆弧轨道末端的压力大小; (2)小球从O点到P点所需的时间(结果可保留根号)。-28-名师点评结合数学函数方程研究物理问题也是一种重要的研究 方法,是数学知识在物理中运用的很好反映,也是考试大纲比较注重的一种能力要求。-29-6531241.如图所示,粗糙水平地面AB与半径R=0.4 m的光滑半圆轨道BCD 相连接,且在同一竖直平面内,O是BCD的圆心,BOD在同一竖直线 上。质量m=2 kg的小物块在9 N的水平恒力F的作用下,从A点由静 止开始做匀加速直线运动。已知xAB=5 m,小物块与水平地面间的 动摩擦因数为=0
15、.2,当小物块运动到B点时撤去力F。重力加速度g 取10 m/s2,求: (1)小物块到达B点时速度的大小; (2)小物块运动到D点时,轨道对小物块作用力的大小; (3)小物块离开D点落到水平地面上的点与B点之间的距离。-30-653124答案:(1)5 m/s (2)25 N (3)1.2 m -31-6531242.如图所示,底端切线水平且竖直放置的光滑 圆弧轨道的半径为 L,其轨道底端P距地面的高度及与右侧竖直墙的距离也均为L,Q为 圆弧轨道上的一点,它与圆心O的连线OQ与竖直方向的夹角为60 。现将一质量为m,可视为质点的小球从Q点由静止释放,g取10 m/s2,不计空气阻力。试求:
16、(1)小球在P点时受到的支持力大小; (2)在以后的运动过程中,小球第一次与墙壁的碰撞点离墙角B点的距离。-32-653124-33-6531243.如图所示,某一兴趣小组对遥控汽车的性能进行研究,遥控汽车 从斜面上A点由静止出发,遥控汽车的功率恒为7 W,到达C点后关 闭电源,在B点没有动能损失,水平面BC在C点与光滑半圆轨道CD 平滑连接,遥控汽车刚好能通过最高点D。遥控汽车的质量为 m=0.2 kg,汽车与AB、BC面的动摩擦因数均为=0.25,AB的长度 L=5 m,AB的倾角为37,BC的长度s=8 m,CD为半圆轨道的直径,CD 的长度d=3.2 m,不计空气阻力。(sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2)求:(1)小车离开D点后的水平位移大小; (2)经过C点时对圆形轨道的压力是多大; (3)从A点出发运动到C点经历了多长时间?-34-653124-35-6531244.(2016上海单科)风洞是研究空气动力学的实验设备。如图所示,将
