《高考物理大一轮复习 第五章 机械能 专题强化六 动力学和能量观点的综合应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理大一轮复习 第五章 机械能 专题强化六 动力学和能量观点的综合应用（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、在学生就要走出校门的时候，班级工作仍要坚持德育先行，继续重视对学生进行爱国主义教育、集体主义教育、行为规范等的教育，认真落实学校、学工处的各项工作要求专题强化六动力学和能量观点的综合应用专题解读 1.本专题是力学两大观点在直线运动、曲线运动多物体多过程的综合应用，高考常以计算题压轴题的形式命题2学好本专题，可以极大的培养同学们的审题能力、推理能力和规范表达能力，针对性的专题强化，可以提升同学们解决压轴题的信心3用到的知识有：动力学方法观点(牛顿运动定律、运动学基本规律)，能量观点(动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律)命题点一多运动组合问题1多运动组合问题主要是指直线运动、平抛运动和竖直面内
2、圆周运动的组合问题2解题策略(1)动力学方法观点：牛顿运动定律、运动学基本规律(2)能量观点：动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律3解题关键(1)抓住物理情景中出现的运动状态和运动过程，将物理过程分解成几个简单的子过程(2)两个相邻过程连接点的速度是联系两过程的纽带，也是解题的关键很多情况下平抛运动的末速度的方向是解题的重要突破口例1(2016全国卷25)如图1，一轻弹簧原长为2R，其一端固定在倾角为37的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为R的光滑圆弧轨道相切于C点，AC7R，A、B、C、D均在同一竖直平面内质量为m的小物块P自C点由静止开始
3、下滑，最低到达E点(未画出)，随后P沿轨道被弹回，最高到达F点，AF4R.已知P与直轨道间的动摩擦因数，重力加速度大小为g.(取sin 37，cos 37)图1(1)求P第一次运动到B点时速度的大小；(2)求P运动到E点时弹簧的弹性势能；(3)改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后，恰好通过G点G点在C点左下方，与C点水平相距R、竖直相距R，求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量直轨道与一半径为R的光滑圆弧轨道相切；水平飞出后，恰好通过G点答案(1)2(2)mgR(3)m解析(1)由题意可知：lBC7R2R5R设P到达B点时的速度为vB，由动能
4、定理得mglBCsin mglBCcos mvB2 式中37，联立式并由题给条件得vB2(2)设BEx，P到达E点时速度为零，此时弹簧的弹性势能为Ep，由BE过程，根据动能定理得mgxsin mgxcos Ep0mvB2E、F之间的距离l1为l14R2RxP到达E点后反弹，从E点运动到F点的过程中，由动能定理有Epmgl1sin mgl1cos 0联立式得xREpmgR(3)设改变后P的质量为m1，D点与G点的水平距离为x1、竖直距离为y1，由几何关系(如图所示)得37.由几何关系得：x1RRsin 3Ry1RRRcos R设P在D点的速度为vD，由D点运动到G点的时间为t.由平抛运动公式得：
5、y1gt2x1vDt联立得vD设P在C点速度的大小为vC，在P由C运动到D的过程中机械能守恒，有m1vC2m1vD2m1g(RRcos )P由E点运动到C点的过程中，由动能定理得Epm1g(x5R)sin m1g(x5R)cos m1vC2 联立得m1m多过程问题的解题技巧1“合”初步了解全过程，构建大致的运动图景2“分”将全过程进行分解，分析每个过程的规律3“合”找到子过程的联系，寻找解题方法1同学们参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如图2所示的实验装置图中水平放置的底板上竖直地固定有M板和N板M板上部有一半径为R的圆弧形的粗糙轨道，P为最高点，Q为最低点，Q点处的切线水平，距底板高为H
6、.N板上固定有三个圆环将质量为m的小球从P处静止释放，小球运动至Q飞出后无阻碍地通过各圆环中心，落到底板上距Q水平距离为L处不考虑空气阻力，重力加速度为g.求：图2(1)距Q水平距离为的圆环中心到底板的高度；(2)小球运动到Q点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向；(3)摩擦力对小球做的功答案(1)H(2)Lmg(1)，方向竖直向下(3)mg(R)解析(1)由Hgt2和LvQt可得距Q水平距离为的圆环中心到底板的高度为H.(2)由(1)可得速度的大小vQL，在Q点由牛顿第二定律有FNmgm，对轨道压力的大小FNFNmg(1)，方向竖直向下(3)由动能定理有mgRWfmvQ20，故摩擦力对小球
7、做的功Wfmg(R)2如图3所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点水平桌面右侧有一竖直放置的轨道MNP，其形状为半径R1.0 m的圆环剪去了左上角120的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离是h2.4 m用质量为m0.2 kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点后释放，物块经过B点后做匀变速运动，其位移与时间的关系为x6t2t2，物块飞离桌面后恰好由P点沿切线落入圆轨道(不计空气阻力，g取10 m/s2)图3(1)求物块过B点时的瞬时速度大小vB及物块与桌面间的动摩擦因数；(2)若轨道MNP光滑，求物块经过轨道最低点N时对轨道的压力FN；(3)若物块刚好能到达轨道最
8、高点M，求物块从B点到M点运动的过程中克服摩擦力所做的功W.答案(1)6 m/s0.4(2)16.8 N，方向竖直向下(3)4.4 J解析(1)物块过B点后遵从x6t2t2，所以知：vB6 m/s，a4 m/s2.由牛顿第二定律：mgma，解得0.4.(2)物块竖直方向的分运动为自由落体运动P点速度在竖直方向的分量vy4 m/sP点速度在水平方向的分量vxvytan 304 m/s解得离开D点的速度为vD4 m/s由机械能守恒定律，有mvN2mvD2mg(hRRcos 60)解得vN274 m2/s2根据牛顿第二定律，有FNmgm解得FN16.8 N根据牛顿第三定律，FNFN16.8 N，方向
9、竖直向下(3)物块刚好能到达M点，有mgm解得vM m/s物块到达P点的速度vP8 m/s从P到M点应用动能定理，有mgR(1cos 60)WPNMmvM2mvP2解得WPNM2.4 J.从B到D点应用动能定理有WBDmvD2mvB2解得WBD2 J.物块从B点到M点的运动过程中克服摩擦力所做的功为2.4 J2 J4.4 J.命题点二传送带模型问题1模型分类：水平传送带问题和倾斜传送带问题2处理方法：求解的关键在于认真分析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
10、时，物体所受的摩擦力有可能发生突变例2如图4所示，小物块A、B由跨过定滑轮的轻绳相连，A置于倾角为37的光滑固定斜面上，B位于水平传送带的左端，轻绳分别与斜面、传送带平行，传送带始终以速度v02 m/s向右匀速运动，某时刻B从传送带左端以速度v16 m/s向右运动，经过一段时间回到传送带的左端，已知A、B的质量均为1 kg，B与传送带间的动摩擦因数为0.2.斜面、轻绳、传送带均足够长，A不会碰到定滑轮，定滑轮的质量与摩擦力均不计，g取10 m/s2，sin 370.6，求：图4(1)B向右运动的总时间；(2)B回到传送带左端的速度大小；(3)上述过程中，B与传送带间因摩擦产生的总热量光滑固定斜
11、面；B与传送带间的动摩擦因数为0.2；B经过一段时间回到传送带的左端答案(1)2 s(2)2 m/s(3)(164) J解析(1)B向右减速运动的过程中，刚开始时，B的速度大于传送带的速度，以B为研究对象，水平方向B受到向左的摩擦力与绳对B的拉力，设绳子的拉力为FT1，以向左为正方向，得FT1mgma1以A为研究对象，则A的加速度的大小始终与B相等，A向上运动的过程中受力如图，则mgsin 37FT1ma1联立可得a14 m/s2B的速度与传送带的速度相等时所用的时间t11 s.当B的速度与传送带的速度相等之后，B仍然做减速运动，而此时B的速度小于传送带的速度，所以受到的摩擦力变成了向右，所以
12、其加速度发生了变化，此后B向右减速运动的过程中，设绳子的拉力为FT2，以B为研究对象，水平方向B受到向右的摩擦力与绳对B的拉力，则FT2mgma2以A为研究对象，则A的加速度的大小始终与B是相等的，A向上运动的过程中mgsin 37FT2ma2联立可得a22 m/s2.当B向右速度减为0，经过时间t21 s.B向右运动的总时间tt1t21 s1 s2 s.(2)B向左运动的过程中，受到的摩擦力的方向仍然向右，仍然受到绳子的拉力，同时，A受到的力也不变，所以它们受到的合力不变，所以B的加速度a3a22 m/s2.t1时间内B的位移x1t14 m，负号表示方向向右t2时间内B的位移x2t21 m，
13、负号表示方向向右B的总位移xx1x25 m.B回到传送带左端的位移x3x5 m.速度v2 m/s.(3)t1时间内传送带的位移x1v0t12 m，该时间内传送带相对于B的位移x1x1x12 m.t2时间内传送带的位移x2v0t22 m，该时间内传送带相对于B的位移x2x2x21 m.B回到传送带左端的时间为t3，则t3 s.t3时间内传送带的位移x3v0t32 m，该时间内传送带相对于B的位移x3x3x3(52) m.B与传送带之间的摩擦力Ffmg2 N.上述过程中，B与传送带间因摩擦产生的总热量QFf(x1x2x3)(164) J.1分析流程2功能关系(1)功能关系分析：WFEkEpQ.(2)对WF和Q的理解：传送带的功：WFFx传；产生的内能QFfx相对3如图5所示，传送带与地面的夹角37，A、B两端间距L16 m，传送带以速度v10 m/s沿顺时针方向运动，物体质量m1 kg无初速度地放置于A端，它与传送带间的动摩擦因数0.5，sin 370.6，g10 m/s2，试求：图5(1)物体由A端运动到B端的时间；(2)系统因摩擦产生的热量答案(1)2 s(2)24
