《2019版高考物理一轮复习小专题1动力学中常考的物理模型课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高考物理一轮复习小专题1动力学中常考的物理模型课件（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、小专题1 动力学中常考的物理模型,突破 1,“等时圆”模型,1.等时圆模型(如图 Z1-1 甲，乙所示)：所谓“等时圆”就是物体沿同一竖直圆上的所有光滑细杆由静止下滑，到达圆周的最低点(或从最高点到达同一圆周上各点)的时间相同，都等于物体沿直径自由落体运动所用的时间.图 Z1-1,2.等时圆规律：(1)小球从圆的顶端沿光滑弦轨道由静止滑下，滑到弦轨道与圆的交点的时间相等.(如图 Z1-1 甲所示)(2)小球从圆上的各个位置沿光滑弦轨道由静止滑下，滑到圆的底端的时间相等.(如图 Z1-1 乙所示)(3)沿不同的弦轨道运动的时间相等，都等于小球沿竖直直,圆的半径).,3.等时性的证明：图 Z1-2
2、,【典题 1】(2016 年山东青岛高三期末)如图 Z1-3 所示，在竖直平面内有半径为 R 和 2R 的两个圆，两圆的最高点相切，切点为 A，B 和 C 分别是小圆和大圆上的两个点，其中 AB 长为R，AC 长为 2 R.现沿 AB 和 AC 建立两条光滑轨道，自 A 处由静止释放小球，已知小球沿 AB 轨道运动到 B 点所用时间为 t1，沿 AC轨道运动到 C 点所用时间为 t2，则 t1 与 t2 之比,为(,),图 Z1-3,答案：A,【考点突破 1】(2017 年安徽合肥高三质检)如图 Z1-4 所示，有一半圆，其直径水平且与另一圆的底部相切于 O 点，O 点恰好是下半圆的圆心，现在
3、有三条光滑轨道 AB、CD和 EF，它们的上下端分别位于上下两圆的圆周上，三轨道都经过切点 O，轨道与竖直线的夹角关系为，现在让一物块先后从三轨道顶端由静止下滑至底端，则物块在每一条倾斜轨道上滑动时所,),图 Z1-4,经历的时间关系为(,A.tABtCDtEF B.tABtCDtEF C.tABtCDtEF D.tABtCDtEF,答案：B,突破 2,“滑块滑板” 模型,1.模型特点：涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动.2.两种位移关系：滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和滑板同向运动，位移之差等于板长；反向运动时，位移之和等于板长.,3.解题思路：,(1)审题建模：求解时应先仔
4、细审题，清楚题目的含义、分,析清楚每一个物体的受力情况、运动情况.,(2)求加速度：准确求出各物体在各运动过程的加速度(注意,两过程的连接处加速度可能突变).,(3)明确关系：找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口.求解中更应注意联系两个过程的纽带，每一个过程的末速度是下一个过程的初速度.,【典题 2】(2015 年新课标卷)一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为 4.5 m，如图 Z1-5 甲所示.t0 时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至 t1 s 时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短).碰撞前后木板速度大小不变
5、，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板.已知碰撞后 1 s 时间内小物块的 v-t 图线如图乙所示.木板的质量是小物块质量的 15 倍，重力加速度大小 g 取 10 m/s2.求：,(1)木板与地面间的动摩擦因数1及小物块与木板间的动摩擦因数2.(2)木板的最小长度.(3)木板右端离墙壁的最终距离.,乙,甲图 Z1-5,审题指导,第一步：抓关键点,第二步：找突破口,(1)木板碰墙之前，1(m15m)g 产生小物块和木板共同减,速的加速度.,(2)小物块向右匀减速和向左匀加速的加速度均由2mg 产,生.,(3)小物块相对于木板滑行过程中，木板受地面的滑动摩擦,力和小物块的滑动摩擦力方向均水平
6、向右.,(4)小物块与木板相对静止后将一起向左做匀减速运动，而,不再发生相对滑动.,解：(1)规定向右为正方向.木板与墙壁相碰前，小物块和木板一起向右做匀变速运动，设加速度为 a1，小物块和木板的质量分别为 m 和 M.对小物块与木板整体由牛顿第二定律得,1(mM)g(mM)a1,由题图乙可知，木板与墙壁碰撞前瞬间的速度 v14 m/s，由运动学公式有,v1v0a1t1,式中，t11 s，x04.5 m 是木板碰撞前的位移，v0 是小物 块和木板开始运动时的速度，联立式和题给条件得10.1在木板与墙壁碰撞后，木板以v1 的初速度向左做匀变速 运动，小物块以 v1 的初速度向右做匀变速运动.设小
7、物块的加速 度为 a2，由牛顿第二定律有,2mgma2 由题图乙可得,式中，t22 s，v20，联立式和题给条件得 20.4.,碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中，木板运动的位移为,(2)设碰撞后木板的加速度为a3，经过时间t，木板和小物块刚好具有共同速度v3.由牛顿第二定律及运动学公式得 2mg1(Mm)gMa3 v3v1a3t v3v1a2t ,小物块运动的位移为,小物块相对木板的位移为,xx2x1,联立式，并代入数值得x6.0 m因为运动过程中小物块没有脱离木板，所以木板的最小长度应为 6.0 m.,(3)在小物块和木板具有共同速度后，两者向左做匀变速运动直至停止，设加速度为
8、a4，此过程中小物块和木板运动的位移为 x3.由牛顿第二定律及运动学公式得,1(mM)g(mM)a4,碰后木板运动的位移为,xx1x3,联立式，并代入数值得x6.5 m故木板右端离墙壁的最终距离为 6.5 m.,【考点突破 2】(2017 年新课标卷)如图 Z1-6 所示，两个滑块 A 和 B 的质量分别为 mA1 kg和mB5 kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为10.5；木板的质量为 m4 kg，与地面间的动摩擦因数为20.1.某时刻 A、B 两滑块开始相向滑动，初速度大小均为 v03 m/s.A、B 相遇时，A 与木板恰好相对静止.设最大静摩擦力等于滑动摩
9、擦力，重力加速度大小为 g 取 10 m/s2.求：(1)B 与木板相对静止时，木板的速度.,(2)A、B 开始运动时，两者之间的距离.,图 Z1-6,解：(1)如图 D20 所示对 A、B 和木板受力分析，其中 fA、fB 分别表示物块 A、B 受木板摩擦力的大小，fA、fB和 f 分别表示木板受到物块 A、B 及地面的摩擦力大小，设运动过程中 A、B 及木板的加速度大小分别为 aA、aB 和 a，根据牛顿运动定律得,fAmAaAfBmBaB,图 D20,fBfAfma且：fAfA1mAg,fBfB1mBg f2(mAmBm)g 联立式解得：aA5 m/s2，aB5 m/s2，a2.5 m/
10、s2 故可得B向右做匀减速直线运动，A向左做匀减速直线运动，木板向右匀加速运动；且aBaAa，显然经历一段时间t1之后B先与木板达到相对静止状态，且此时A、B速度大小相等，方向相反.不妨假设此时B与木板的速度大小为v1，则 v1v0aBt1 v1at1 解得：t10.4 s，v11 m/s.,(2)设在t1时间内，A、B的位移大小分别为xA、xB，由运动学公式得：,此后 B 将与木板一起保持相对静止向前匀减速运动，直到和 A 相遇，这段时间内 A 的加速度大小仍为 aA，设 B 和木板的加速度大小为 a，则根据牛顿运动定律得,对木板和B：mAg2(mAmBm)g(mBm)a 假设经过t2时间后
11、A、B刚好相遇，且此时速度大小为v2，为方便计算我们规定水平向右为正向，则在这段时间内速度变化： 对B和木板：v2v1at2 对A：v2v1aAt2 联立式解得t20.3 s，可以判断此时B和木板尚未停下,突破 3,“传送带”模型,1.模型特征：一个物体以速度 v0(v00)在另一个匀速运动的物体上开始运动的力学系统可看作“传送带”模型，如图 Z1-7 甲、乙、丙所示.图 Z1-7,2.建模指导：,传送带模型问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题.(1)水平传送带问题,求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断.判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度，也就是分析物体在运动位
12、移 x(对地)的过程中速度是否和传送带速度相等.物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻.,(2)倾斜传送带问题,求解的关键在于分析清楚物体与传送带的相对运动情况，从而确定其是否受到滑动摩擦力作用.如果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向，然后根据物体的受力情况确定物体的运动情况.当物体速度与传送带速度相等时，物体所受的摩擦力有可能发生突变.,【典题 3】(多选，2017 年山东济宁高三一模)如图 Z1-8 所示，表面粗糙且足够长的传送带与水平面夹角为，以速度 v0逆时针匀速转动.在传送带的上端轻轻放置一个质量为 m 的小木块，小木块的速度随时间变化的,关系图象可
13、能符合实际的是(,),图 Z1-8,A,B,C,D,解析：由静止释放后，木块受滑动摩擦力沿传送带向下运动.对木块，根据牛顿第二定律 mgsin mgcos ma1，木块以加速度 a1 做匀加速运动，当速度等于传送带的速度时，摩擦力发生突变.若 mgsin mgcos ，滑动摩擦力突变为静摩擦力，木块与传送带一起匀速运动；若 mgsin mgcos ，滑动摩擦力突变为向上，mgsin mgcos ma2，木块以加速度a2 继续加速，所以 B、C 正确，A、D 错误.,答案：BC,【考点突破3】(多选)如图 Z1-9 所示，三角形传送带以1 m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是 2 m，
14、且与水平方向的夹角均为 37，现有两个小物块 A、B 从传送带顶端都以1 m/s 的初速度沿传送带下滑，两物块与传送带间的动摩擦因数都是 0.5，g 取 10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.下列判断,正确的是(,),图 Z1-9,A.物块 A 先到达传送带底端,B.物块 A、B 同时到达传送带底端,C.传送带对物块 A、B 的摩擦力都沿传送带向上,D.物块 A 下滑过程中相对传送带的位移小于物块 B 下滑过,程中相对传送带的位移,答案：BCD,方法技巧：解答传送带问题应注意的事项：,(1)水平传送带上物体的运动情况取决于物体的受力情况，即物体所受摩擦力的情况；倾斜传送带上物体的运动情况取决于所受摩擦力与重力沿斜面的分力情况.,(2)传送带上物体的运动情况可按下列思路判定：相对运动摩擦力方向加速度方向速度变化情况共速，并且明确,摩擦力发生突变的时刻是v物v传.,(3)倾斜传送带问题，一定要比较斜面倾角的正切值与动摩,擦因数间的大小关系.,
