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1、第第3讲讲动动力学和功能力学和功能观观点的点的应应用用专题二功与能专题二功与能热热点一用点一用动动力学力学观观点解决多点解决多过过程程问题问题命命题规题规律律力学中的多力学中的多过过程程问题问题涉及的运涉及的运动动形式主要有匀形式主要有匀 变变速直速直线线运运动动、平抛运、平抛运动动、圆圆周运周运动动，分析运，分析运动过动过程的关程的关键键 是是分析物体受力，然后利用牛分析物体受力，然后利用牛顿顿运运动动定律分析物体的运定律分析物体的运动规动规律律,高考高考对对此此类题类题的考的考查查主要是牛主要是牛顿顿运运动动定律和运定律和运动动学公式的学公式的 应应用，用，题题目目难难度不大，以中档度不大
2、，以中档题为题为主主1(原原创题创题)如如图图所示，所示，长长L5.5 m、质质量量M2 kg的滑板的滑板A静静止在水平地面上，在滑板右端放一止在水平地面上，在滑板右端放一质质量量m1 kg的小的小 滑滑块块( 可可视为质视为质点点)已知滑板已知滑板A与地面的与地面的动动摩擦因数摩擦因数10.2， 滑滑块块 B与与A的的动动摩擦因数摩擦因数20.1，可，可认为认为A与地面、与地面、A与与B间间 的最的最 大大静摩擦力等于滑静摩擦力等于滑动动摩擦力，摩擦力，g10 m/s2.试试求：求：(1)要将滑板从滑要将滑板从滑块块下抽出，施加在滑板上的水平拉力至少下抽出，施加在滑板上的水平拉力至少 要要大
3、于多少？大于多少？(2)若施加的水平拉力若施加的水平拉力F11 N，要使滑板从滑，要使滑板从滑块块下抽出，下抽出，F作作用的最短用的最短时间时间突破点突破点拨拨(1)F拉拉动动滑板加速运滑板加速运动动，滑滑块块所受摩擦力方向向所受摩擦力方向向_，滑滑块块的最大加速度的最大加速度为为_(2)要将滑板抽出要将滑板抽出，即滑板相即滑板相对对滑滑块块滑滑动动，两者的加速度关系两者的加速度关系为为aA_aB(3)施加水平拉力施加水平拉力F11 N后后，滑板做滑板做_运运动动，滑滑块块做做_运运动动撤去撤去F后后，滑板做滑板做_运运动动，滑滑块块做做_运运动动当两者速度相等当两者速度相等时时，滑滑块块恰好
4、滑至滑板左恰好滑至滑板左端端，此此时对应时对应F的作用的作用时间时间最短最短答案答案(1)9 N(2)3 s答案：答案：7 m/s2.(2015合肥高三合肥高三质检质检)足足够长够长光滑斜面光滑斜面BC的的倾倾角角53，小，小物物块块与水平面与水平面间间的的动动摩擦因数摩擦因数0.5，水平面与斜面之，水平面与斜面之间间在在B点有一小段弧形点有一小段弧形连连接，一接，一质质量量m2 kg的小物的小物块块静止于静止于A点点.现现用与水平方向成用与水平方向成53角的恒力角的恒力F拉小物拉小物块块，如，如图图所示，所示， 小小物物块经块经t14 s到达到达B点，并迅速撤去拉力点，并迅速撤去拉力F，A、
5、B两点相距两点相距x14 m(已知已知sin 530.8，cos 530.6，g取取10 m/s2)求：求：(1)恒力恒力F的大小；的大小；(2)小物小物块块从从B点沿斜面向上运点沿斜面向上运动动的最大距离的最大距离x2；(3)小物小物块块停止运停止运动时动时到到B点的距离点的距离x3.答案答案(1)11 N(2)0.25 m(3)0.4 m热热点二用功能点二用功能观观点解决多点解决多过过程程问题问题命命题规题规律律对对于物体在于物体在变变力作用下的多力作用下的多过过程运程运动问题动问题，不，不 能能利用牛利用牛顿顿运运动动定律和运定律和运动动学公式求解，可利用学公式求解，可利用动动能定理能定
6、理进进 行行求解高考求解高考对对此此问题问题的考的考查查主要涉及的运主要涉及的运动动形式有：形式有：变变力力 作作用下的直用下的直线线运运动动、曲、曲线线运运动动，题题目目难难度中等度中等1(2015浙江六校浙江六校联联考考)如如图图是阿毛同学的漫画中出是阿毛同学的漫画中出现现的装的装置，描述了一个置，描述了一个“吃吃货货”用来做用来做“糖炒栗子糖炒栗子”的的“萌萌”事事儿：将板栗在地面小平台上以一定的初速度儿：将板栗在地面小平台上以一定的初速度经经两个四分之一两个四分之一圆圆弧弧衔衔接而成的接而成的轨轨道，从最高点道，从最高点P飞飞出出进进入炒入炒锅锅内，利用来内，利用来回运回运动动使其均匀
7、受使其均匀受热热我我们们用用质质量量为为m的小滑的小滑块块代替栗子，代替栗子，借用借用这这套装置来研究一些物理套装置来研究一些物理问题问题设设大小两个四分之一大小两个四分之一圆圆弧半径分弧半径分别为别为2R、R，小平台和，小平台和圆圆弧均光滑将弧均光滑将过锅过锅底的底的纵纵截面看做是由两个斜面截面看做是由两个斜面AB、CD和一段光滑和一段光滑圆圆弧弧组组成斜面成斜面与小滑与小滑块间块间的的动动摩擦因数均摩擦因数均为为0.25，而且不随温度，而且不随温度变变化化两斜面两斜面倾倾角均角均为为37，ABCD2R，A、D等高，等高，D端固端固定一小定一小挡挡板，小滑板，小滑块块碰撞它不碰撞它不损损失机
8、械能滑失机械能滑块块的运的运动动 始始 终终在包括在包括锅锅底最低点的底最低点的竖竖直平面内，重力加速度直平面内，重力加速度为为g.(1)如果滑如果滑块块恰好能恰好能经经P点点飞飞出出,为为了使滑了使滑块块恰好沿恰好沿AB斜面斜面进进入入锅锅内内,应调节锅应调节锅底支架高度使斜面的底支架高度使斜面的A、D点离地高点离地高为为多少多少?(2)接接(1)问问，求滑，求滑块块在在锅锅内斜面上运内斜面上运动动的的总总路程路程(3)对对滑滑块块的不同初速度，求其通的不同初速度，求其通过过最高点最高点P和小和小圆圆弧最低点弧最低点Q时时受受压压力之差的最小力之差的最小值值突破点突破点拨拨(1)“小平台和小
9、平台和圆圆弧均光滑弧均光滑”，说说明不受明不受_力力(2)“滑滑块块恰好能从恰好能从P点点飞飞出出”，说说明明满满足足mg_.(3)滑滑块块恰好沿恰好沿AB斜面斜面进进入入锅锅内内，说说明到明到A点点时时速度方向沿速度方向沿_(4)滑滑块块碰撞碰撞D不不损损失机械能失机械能，说说明碰撞前后明碰撞前后_相等相等答案答案(1)12.4 N(2)2.4 m(3)4.8 J总结总结提升提升功能关系的功能关系的选选用原用原则则(1)若若过过程只有程只有动动能和能和势势能的相互能的相互转转化化，应应首先考首先考虑应虑应用机用机 械能械能守恒定律守恒定律 (2)若若过过程涉及摩擦力做功程涉及摩擦力做功，一般
10、一般应应考考虑应虑应用用动动能定理或能能定理或能 量守量守恒定律恒定律(3)若若过过程涉及程涉及电势电势能和机械能之能和机械能之间间的的转转化化，应应考考虑应虑应用能用能 量守量守恒定律恒定律(4)无无论应论应用哪种形式的功能关系用哪种形式的功能关系，都都应应遵照下列步遵照下列步骤骤：确定始末状确定始末状态态；分析哪种形式的能量增加分析哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少哪种形式的能量减少，是什是什 么么力做功所致；力做功所致；列出能量的增加量和减少量的具体表达式列出能量的增加量和减少量的具体表达式, ,使使E增增E减减(1)物物块经块经多多长时间长时间第一次到第一次到B点；点；(2)物物块
11、块第一次第一次经过经过B点点时对圆时对圆弧弧轨轨道的道的压压力；力；(3)物物块块在斜面上滑行的在斜面上滑行的总总路程路程总结总结提升提升(1)分析多分析多过过程程问题时问题时要注意要注意对对各个运各个运动过动过程独立分析程独立分析，不同不同过过程往往通程往往通过连过连接点的速度建立接点的速度建立联联系系，有有时对时对整个整个过过程程应应 用用能量的能量的观观点解决点解决问题问题会更会更简单简单(2)对对于涉及滑于涉及滑动动摩擦力的摩擦力的过过程一定不能用机械能守恒定律程一定不能用机械能守恒定律 来来求解求解对对于非匀于非匀变变速直速直线线运运动过动过程程，不能用运不能用运动动学公式求解学公式
12、求解.但可用但可用动动能定理、能量守恒定律或功能关系求解能定理、能量守恒定律或功能关系求解最新最新预测预测1(2015烟台一模烟台一模)光滑光滑圆轨圆轨道和两道和两倾倾斜直斜直轨轨道道组组成如成如图图所示所示装置，其中直装置，其中直轨轨道道BC粗糙，直粗糙，直轨轨道道CD光滑，两光滑，两 轨轨道相道相 接接 处处为为一很小的一很小的圆圆弧弧质质量量为为m0.1 kg的滑的滑块块(可可视为质视为质点点) 在在 圆圆轨轨道上做道上做圆圆周运周运动动，到达，到达轨轨道最高点道最高点A时时的速度大的速度大 小小为为v4 m/s，当滑，当滑块块运运动动到到圆轨圆轨道与直道与直轨轨道道BC的相切的相切处处
13、B时时，脱离，脱离圆圆轨轨道开始沿道开始沿倾倾斜直斜直轨轨道道BC滑行，到达滑行，到达轨轨道道CD上的上的D点点时时速度速度为为零若滑零若滑块变换轨块变换轨道瞬道瞬间间的能量的能量损损失可忽略不失可忽略不计计，已，已 知知 圆圆轨轨道的半径道的半径为为R0.25 m，直，直轨轨道道BC的的倾倾角角37，其，其长长度度为为L26.25 m，D点与水平地面点与水平地面间间的高度差的高度差为为h0.2 m，取重，取重力加速度力加速度g10 m/s2，sin 370.6.求：求：(1)滑滑块块在在圆轨圆轨道最高点道最高点A时对轨时对轨道的道的压压力大小；力大小；(2)滑滑块块与直与直轨轨道道BC间间的
14、的动动摩擦因数；摩擦因数；(3)滑滑块块在直在直轨轨道道BC上能上能够够运运动动的的时间时间答案：答案：(1)5.4 N(2)0.8(3)7.66 s210个同个同样长样长度的木度的木块块放在水平地面上，每个木放在水平地面上，每个木块块的的质质量量m0.5 kg、长长度度L0.6 m，它，它们们与地面之与地面之间间的的动动摩擦因数摩擦因数10.1，在左方第一个木，在左方第一个木块块上放一上放一质质量量M1 kg的小的小铅块铅块(视为质视为质点点)，它与木，它与木块间块间的的动动摩擦因数摩擦因数20.25.现给铅块现给铅块一向右的初一向右的初速度速度v05 m/s，使其在木，使其在木块块上滑行上
15、滑行g取取10 m/s2，求：，求：(1)开始开始带动带动木木块块运运动时铅块动时铅块的速度；的速度；(2)铅块铅块与木与木块间块间因摩擦因摩擦产产生的生的总热总热量；量；(3)铅块铅块运运动动的的总时间总时间答案：答案：(1)1 m/s(2)12.42 J(3)2.1 s失分防范失分防范在攻克力学在攻克力学综综合合问题时问题时极易从以下几点失分：极易从以下几点失分：不理解不理解题题述述物理情景物理情景，不能从中不能从中获获取有用信息；取有用信息；抓不住抓不住题设题设条件中的条件中的关关键键信息信息，不能正确不能正确选择选择研究研究对对象及物理象及物理过过程；程；不能正确不能正确列出列出动动力学方程或功能关系方程；力学方程或功能关系方程；应应用数学知用数学知识处识处理物理理物理问题问题的能力的能力较较差差可从以下几点可从以下几点进进行防范：行防范：多多练审题练审题基本功基本功，去去伪伪存真存真，抓抓关关键键点；点；仔仔细细研究物理研究物理过过程找突破口程找突破口，如如隐隐含条件、含条件、临临界界条件等；条件等；当涉及当涉及(恒恒)力及力及时间时时间时，一般用一般用动动力学法；当涉力学法；当涉及功、能及位移及功、能及位移时时一般用功能法一般用功能法
