《（浙江选考）2020版高考物理大一轮复习 第五章 机械能守恒定律 专题强化一 动力学和能量观点的综合应用课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（浙江选考）2020版高考物理大一轮复习 第五章 机械能守恒定律 专题强化一 动力学和能量观点的综合应用课件（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第五章 机械能守恒定律,专题强化一 动力学和能量观点的综合应用,NEIRONGSUOYIN,内容索引,研透命题点,课时作业,细研考纲和真题 分析突破命题点,限时训练 练规范 练速度,研透命题点,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.,命题点一 多运动组合问题,例1 (2017浙江4月选考20)图1中给出了一段“S”形单行盘山公路的示意图.弯道1、弯道2可看做两个不同水平面上的圆弧，圆心分别为O1、O2，弯道中心线半径分别为r110 m、
2、r220 m，弯道2比弯道1高h12 m，有一直道与两弯道圆弧相切.质量m1 200 kg的汽车通过弯道时做匀速圆周运动，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是车重的1.25倍，行驶时要求汽车不打滑.(sin 370.6，sin 530.8，g10 m/s2),图1,(1)求汽车沿弯道1中心线行驶时的最大速度v1；,答案,答案 见解析,解析 汽车在沿弯道1中心线行驶时，,(2)汽车以v1进入直道，以P30 kW的恒定功率直线行驶了t8.0 s进入弯道2，此时速度恰为通过弯道中心线的最大速度，求直道上除重力以外的阻力对汽车做的功；,答案,答案 见解析,解析 设在弯道2沿中心线行驶的最大速度为v2,代入数
3、据可得Wf2.1104 J.,(3)汽车从弯道1的A点进入，从同一直径上的B点驶离，有经验的司机会利用路面宽度，用最短时间匀速安全通过弯道.设路宽d10 m，求此最短时间(A、B两点都在轨道中心线上，计算时视汽车为质点).,答案,答案 见解析,解析 沿如图所示内切的路线行驶时间最短，,代入数据可得r12.5 m 设汽车沿该路线行驶的最大速度为v,则对应的圆心角为2106,变式1 (2016浙江4月选考20)如图2所示装置由一理想弹簧发射器及两个轨道组成.其中轨道由光滑轨道AB与粗糙直轨道BC平滑连接，高度差分别是h10.20 m、h20.10 m，BC水平距离L1.00 m.轨道由AE、螺旋圆
4、形EFG和GB三段光滑轨道平滑连接而成，且A点与F点等高.当弹簧压缩量为d时，恰能使质量m0.05 kg的滑块沿轨道上升到B点；当弹簧压缩量为2d时，恰能使滑块沿轨道上升到C点.(已知弹簧弹性势能与压缩量的平方成正比，g10 m/s2),图2,(1)当弹簧压缩量为d时，求弹簧的弹性势能及滑块离开弹簧瞬间的速度大小；,答案,答案 0.1 J 2 m/s,解析 由机械能守恒定律可得 E弹EkEpmgh10.05100.20 J0.1 J,(2)求滑块与轨道BC间的动摩擦因数；,答案,答案 0.5,解析 由E弹d2，可得当弹簧压缩量为2d时， EkE弹4E弹4mgh1 由动能定理可得mg(h1h2)
5、mgLEk,(3)当弹簧压缩量为d时，若沿轨道运动，滑块能否上升到B点？请通过计算说明理由.,答案,答案 见解析,解析 滑块恰能通过螺旋圆形轨道最高点需满足的条件是,由机械能守恒定律有vv02 m/s 解得Rm0.4 m 当R0.4 m时，滑块会脱离螺旋圆形轨道，不能上升到B点； 当R0.4 m时，滑块能上升到B点.,题型1 平抛运动圆周运动的组合 例2 (2013浙江理综23)山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤，其示意图如图3.图中A、B、C、D均为石头的边缘点，O为青藤的固定点，h11.8 m，h24.0 m，x14.8 m，x28.0 m.开始时，质量分别为M10 kg和m2 kg
6、的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头的A点水平跳至中间石头.大 猴抱起小猴跑到C点，抓住青藤下端，荡到 右边石头上的D点，此时速度恰好为零.运动 过程中猴子均可看成质点，空气阻力不计， 重力加速度g10 m/s2.求：,图3,(1)大猴从A点水平跳离时速度的最小值；,答案,答案 8 m/s,解析 设猴子从A点水平跳离时速度的最小值为vmin，根据平抛运动规律，有,x1vmint ,联立式，得 vmin8 m/s. ,(2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小；,答案,解析 猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒，设荡起时速度为vC，有,(3)猴子荡起
7、时，青藤对猴子的拉力大小.,答案,答案 216 N,解析 设拉力为FT，青藤的长度为L，在最低点由牛顿第二定律得,由几何关系 (Lh2)2x22L2 得：L10 m 联立式并代入数据解得：,题型2 直线运动圆周运动平抛运动的组合 例3 (2019届湖州市模拟)某校科技节举行车模大赛，其规定的赛道如图4所示，某小车以额定功率18 W由静止开始从A点出发，加速2 s后进入光滑的竖直圆轨道BC，恰好能经过圆轨道最高点C，然后经过光滑曲线轨道BE后，从E处水平飞出，最后落入沙坑中，已知圆半径R1.2 m，沙坑距离BD平面高度h21 m，小车的总质量为1 kg，g10 m/s2，不计空气阻力，求：,图4
8、,(1)小车在B点对轨道的压力大小；,答案,答案 60 N,联立解得FN60 N， 由牛顿第三定律得在B点小车对轨道的压力为60 N，方向竖直向下.,(2)小车在AB段克服摩擦力做的功；,答案,答案 6 J,解得Wf6 J， 即小车在AB段克服摩擦力做的功为6 J.,(3)末端平抛高台h1为多少时，能让小车落入沙坑的水平位移最大？最大值是多少？,答案,答案 1 m 4 m,当h11 m时，水平距离最大，xmax4 m.,传送带问题的分析流程和技巧 1.分析流程 2.相对位移 一对相互作用的滑动摩擦力做功所产生的热量QFfx相对，其中x相对是物体间相对路径长度.如果两物体同向运动，x相对为两物体
9、对地位移大小之差；如果两物体反向运动，x相对为两物体对地位移大小之和.,命题点二 传送带模型问题,3.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.,模型1 水平传送带模型 例4 倾角为30的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以6 m/s的速度运动，运动方向如图5所示.一个质量为2 kg的物体(可视为质点)，从h3.2 m高处由静止沿斜面下滑，物体经过A点时，不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其动能损失.物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，物体向左最多能滑到传送带左右两端A、B连线的中点处，重力加速度
10、g取10 m/s2，求：,图5,(1)传送带左、右两端A、B间的距离L；,答案,答案 12.8 m,解析 物体从静止开始到在传送带上的速度等于0的过程中，由动能定理得：,(2)上述过程中物体与传送带组成的系统因摩擦产生的热量；,解析 在此过程中，物体与传送带间的相对位移,答案,答案 160 J,而摩擦产生的热量Qmgx相， 联立得Q160 J.,(3)物体随传送带向右运动，最后沿斜面上滑的最大高度h.,解析 物体随传送带向右匀加速运动，设当速度为v带6 m/s时，向右运动的位移为x，,答案,答案 1.8 m,即物体在到达A点前速度与传送带速度相等，最后以v带6 m/s的速度冲上斜面，,模型2
11、倾斜传送带模型 例5 如图6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，g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，试求：,图6,(1)物体由A端运动到B端的时间.,答案,答案 2 s,解析 物体刚放上传送带时受到沿斜面向下的滑动摩擦力和重力，由牛顿第二定律得：mgsin mgcos ma1， 设物体经时间t1，加速到与传送带同速，,解得：a110 m/s2 t11 s x15 mmgcos ，故当物体与传送带同速后，物体将继续加速 由mgsin m
12、gcos ma2,解得：t21 s 故物体由A端运动到B端的时间tt1t22 s.,(2)系统因摩擦产生的热量.,返回,答案,解析 物体与传送带间的相对位移 x相(vt1x1)(Lx1vt2)6 m 故Qmgcos x相24 J.,答案 24 J,课时作业,1,2,3,4,1.如图1所示，皮带的速度是3 m/s，两轮圆心间距离s4.5 m，现将m1 kg的小物体(可视为质点)轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数0.15，皮带不打滑，电动机带动皮带将物体从左轮正上方运送到右轮正上方时，(取g10 m/s2)求：,图1,1,2,3,4,(1)小物体获得的动能Ek；,答案,答案 4.5
13、 J,解析 物体开始做匀加速运动， 加速度ag1.5 m/s2，,解得物体加速阶段运动的位移x3 m4.5 m， 则小物体获得的动能,1,2,3,4,(2)这一过程中摩擦产生的热量Q；,解析 vat，解得t2 s， Qmgx相对mg(vtx) 0.15110(63) J4.5 J.,答案,答案 4.5 J,1,2,3,4,(3)这一过程中电动机多消耗的电能E.,解析 EEkQ4.5 J4.5 J9 J.,答案,答案 9 J,2.2008年北京奥运会场地自行车赛安排在老山自行车馆举行.老山自行车赛场采用的是250 m椭圆赛道，赛道宽度为7.7 m.赛道形如马鞍形，由直线段、过渡曲线段以及圆弧段组
14、成，按国际自盟UCI赛道标准的要求，圆弧段倾角为45，如图2所示(因直线段倾角较小，故计算时不计直线段的倾角).赛道使用松木地板，为运动员提供最好的比赛环境.目前，比赛用车采用最新的碳素材料设计，质量为9 kg.比赛时，运动员从直线段的中点出发绕场骑行，若已知赛道的每条直线,1,2,3,4,图2,段长80 m，圆弧段内半径为14.4 m，运动员质量为51 kg，设直线段运动员和自行车所受阻力为接触面压力的0.75倍(不计圆弧段摩擦，圆弧段上运动近似为匀速圆周运动，不计空气阻力，计算时运动员和自行车可近似为质点，g取10 m/s2).求：,(1)运动员在圆弧段内侧赛道上允许的最佳安全速度是多大？
15、,答案,1,2,3,4,答案 12 m/s,解析 运动员以最大允许速度在圆弧段内侧赛道骑行时，重力与支持力的合力沿水平方向，充当圆周运动的向心力，由牛顿第二定律：,(2)为在进入弯道前达到(1)所述的最佳安全速度，运动员和自行车在直线段加速时所受的平均动力至少为多大？,答案,1,2,3,4,答案 558 N,解析 运动员在直线段加速距离x40 m，v22ax 由牛顿第二定律：Fmgma，解得F558 N,(3)若某运动员在以(1)所述的最佳安全速度进入圆弧轨道时，因技术失误进入了最外侧轨道，则他的速度降为多少？若他在外道运动绕过的圆心角为90，则这一失误至少损失了多少时间？(在圆弧轨道骑行时不给自行车施加推进力),答案,1,2,3,4,答案 6 m/s 3.3 s,1,2,3,4,解析 进入最外侧轨道后，高度增加了hdsin 455.4 m 半径增加了Rdcos 455.4 m,至少损失时间：tt2t13.3 s
