高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5章 機械能 能力課時7 應(yīng)用動力學(xué)觀點和能量觀點課件

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1、能力課時能力課時7應(yīng)用動力學(xué)觀點和能量觀點應(yīng)用動力學(xué)觀點和能量觀點 突破多過程綜合問題突破多過程綜合問題突破一應(yīng)用動力學(xué)和能量觀點分析直線、平拋突破一應(yīng)用動力學(xué)和能量觀點分析直線、平拋和圓周運動組合問題和圓周運動組合問題這類模型一般各階段的運動過程具有獨立性，只要對不同過程這類模型一般各階段的運動過程具有獨立性，只要對不同過程分別選用相應(yīng)規(guī)律即可，兩個相鄰的過程連接點的速度是聯(lián)系分別選用相應(yīng)規(guī)律即可，兩個相鄰的過程連接點的速度是聯(lián)系兩過程的紐帶。兩過程的紐帶?！纠纠?】滑板運動是極限運動的鼻祖，許多極限運動項目均由滑板運動是極限運動的鼻祖，許多極限運動項目均由滑板項目延伸而來。如圖滑板項目延

2、伸而來。如圖1所示是滑板運動的軌道，所示是滑板運動的軌道，BC和和DE是是兩段光滑圓弧形軌道，兩段光滑圓弧形軌道，BC段的圓心為段的圓心為O點，圓心角為點，圓心角為60，半，半徑徑OC與水平軌道與水平軌道CD垂直，水平軌道垂直，水平軌道CD段粗糙且長段粗糙且長8 m。一運。一運動員從軌道上的動員從軌道上的A點以點以3 m/s的速度水平滑出，在的速度水平滑出，在B點剛好沿軌點剛好沿軌道的切線方向滑入圓弧形軌道道的切線方向滑入圓弧形軌道BC，經(jīng)，經(jīng)CD軌道后沖上軌道后沖上DE軌道，軌道，到達到達E點時速度減為零，然后返回。已知運動員和滑板的總質(zhì)點時速度減為零，然后返回。已知運動員和滑板的總質(zhì)量為量

3、為60 kg，B、E兩點與水平面兩點與水平面CD的豎直高度分別為的豎直高度分別為h和和H，且，且h2 m，H2.8 m，g取取10 m/s2。求：。求：圖圖1(1)運動員從運動員從A運動到達運動到達B點時的速度大小點時的速度大小vB；(2)軌道軌道CD段的動摩擦因數(shù)段的動摩擦因數(shù)；(3)通過計算說明，第一次返回時，運動員能否回到通過計算說明，第一次返回時，運動員能否回到B點？如能，點？如能，請求出回到請求出回到B點時的速度的大?。蝗绮荒?，則最后停在何處？點時的速度的大小；如不能，則最后停在何處？答案答案(1)6 m/s(2)0.125(3)不能最后停在不能最后停在D點左側(cè)點左側(cè)6.4 m處處(

4、或或C點右側(cè)點右側(cè)1.6 m處處)方法提煉方法提煉力學(xué)綜合題中多過程問題的分析思路力學(xué)綜合題中多過程問題的分析思路(1)對力學(xué)綜合題中的多過程問題，關(guān)鍵是抓住物理情境中出對力學(xué)綜合題中的多過程問題，關(guān)鍵是抓住物理情境中出現(xiàn)的運動狀態(tài)與運動過程，將物理過程分解成幾個簡單的子現(xiàn)的運動狀態(tài)與運動過程，將物理過程分解成幾個簡單的子過程。過程。(2)找出各階段是由什么物理量聯(lián)系起來的，然后對于每一個找出各階段是由什么物理量聯(lián)系起來的，然后對于每一個子過程分別進行受力分析、過程分析和能量分析，選擇合適子過程分別進行受力分析、過程分析和能量分析，選擇合適的規(guī)律列出相應(yīng)的方程求解。的規(guī)律列出相應(yīng)的方程求解。圖

5、圖2突破二應(yīng)用動力學(xué)和能量觀點分析傳送帶、滑塊突破二應(yīng)用動力學(xué)和能量觀點分析傳送帶、滑塊 木板模型木板模型1.方法技巧方法技巧傳送帶、滑塊傳送帶、滑塊木板的問題是和實際聯(lián)系較緊密且較難的物理木板的問題是和實際聯(lián)系較緊密且較難的物理模模型，是高中階段必須掌握的重要內(nèi)容。解決此類問題的關(guān)型，是高中階段必須掌握的重要內(nèi)容。解決此類問題的關(guān)鍵是對物體進行動態(tài)分析和終態(tài)推斷，靈活巧妙地從能量的觀鍵是對物體進行動態(tài)分析和終態(tài)推斷，靈活巧妙地從能量的觀點和力的觀點來揭示其本質(zhì)、特征，列方程聯(lián)立求解。點和力的觀點來揭示其本質(zhì)、特征，列方程聯(lián)立求解。2.解題模板解題模板【例【例2】如圖如圖3所示，質(zhì)量為所示，質(zhì)

6、量為M8 kg的長木板放在光滑水平面的長木板放在光滑水平面上，在木板左端施加上，在木板左端施加F12 N的水平推力，當(dāng)木板向右運動的速的水平推力，當(dāng)木板向右運動的速度達到度達到v01.5 m/s時，在其右端輕輕放上一個大小不計、質(zhì)量時，在其右端輕輕放上一個大小不計、質(zhì)量為為m2 kg的鐵塊，鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)的鐵塊，鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)0.2，木板足，木板足夠長，取夠長，取g10 m/s2。求：。求：圖圖3(1)當(dāng)二者達到相同速度時，木板對鐵塊以及鐵塊對木板所做當(dāng)二者達到相同速度時，木板對鐵塊以及鐵塊對木板所做的功；的功；(2)當(dāng)二者達到相同速度時，木板和鐵塊之間因摩擦所產(chǎn)生的當(dāng)二者

7、達到相同速度時，木板和鐵塊之間因摩擦所產(chǎn)生的熱量。熱量。第一步：讀題第一步：讀題建模建模(滑塊滑塊木板模型木板模型)第二步：分析第二步：分析將解題過程問題化將解題過程問題化(大題小做大題小做)放上鐵塊后，鐵塊、木板的加速度分別為多少？放上鐵塊后，鐵塊、木板的加速度分別為多少？對鐵塊：對鐵塊：mgma1，a1g2_m/s2對木板：對木板：FmgMa2，a21_m/s2二者何時達到共同速度？共同速度為多少？二者何時達到共同速度？共同速度為多少？vv0a2t，va1t，v3_m/s，t1.5_s從放上鐵塊到二者速度相同，鐵塊、木板的位移分別為多少？從放上鐵塊到二者速度相同，鐵塊、木板的位移分別為多少

8、？木板對鐵塊及鐵塊對木板所做的功分別為多少？木板對鐵塊及鐵塊對木板所做的功分別為多少？W1mgx19_J，W2mgx213.5_J木板和鐵塊之間因摩擦所產(chǎn)生的熱量為多少？木板和鐵塊之間因摩擦所產(chǎn)生的熱量為多少？Qmg(x2x1)4.5_J解析解析(1)放上鐵塊后，鐵塊加速度放上鐵塊后，鐵塊加速度a1g2 m/s2(方向向右方向向右)答案答案(1)9 J13.5 J(2)4.5 J【拓展延伸】【拓展延伸】在在【例【例2】中，若木板與水平面間的動摩擦因數(shù)中，若木板與水平面間的動摩擦因數(shù)0.1，當(dāng)鐵塊，當(dāng)鐵塊與木板達相同速度時，木板、鐵塊以及水平面組成的系統(tǒng)因摩擦與木板達相同速度時，木板、鐵塊以及水

9、平面組成的系統(tǒng)因摩擦所產(chǎn)生的熱量是多少？所產(chǎn)生的熱量是多少？解析解析鐵塊加速度不變，仍為鐵塊加速度不變，仍為a1g2 m/s2(方向向右方向向右)圖圖4求摩擦力對滑塊做功時用滑塊對地的位移求摩擦力對滑塊做功時用滑塊對地的位移x滑滑；求摩擦力對木板做功時用木板對地的位移求摩擦力對木板做功時用木板對地的位移x板板；求摩擦生熱時用相對滑動的位移求摩擦生熱時用相對滑動的位移x相相?！咀兪接?xùn)練】【變式訓(xùn)練】2.滑塊滑塊木板模型木板模型(多選多選)(2016江西九江一模江西九江一模)將一長木板靜止將一長木板靜止放在光滑的水平面上，如圖放在光滑的水平面上，如圖5甲所示，一個小鉛塊甲所示，一個小鉛塊(可視為質(zhì)

10、點可視為質(zhì)點)以水平初速度以水平初速度v0由木板左端向右滑動，到達右端時恰能與木板保由木板左端向右滑動，到達右端時恰能與木板保持相對靜止?，F(xiàn)將木板分成持相對靜止?，F(xiàn)將木板分成A和和B兩段，使兩段，使B的長度和質(zhì)量均為的長度和質(zhì)量均為A的的2倍，并緊挨著放在原水平面上，讓小鉛塊仍以初速度倍，并緊挨著放在原水平面上，讓小鉛塊仍以初速度v0由木由木板板A的左端開始向右滑動，如圖乙所示。若小鉛塊相對滑動過程的左端開始向右滑動，如圖乙所示。若小鉛塊相對滑動過程中所受的摩擦力始終不變，則下列有關(guān)說法正確的是中所受的摩擦力始終不變，則下列有關(guān)說法正確的是()圖圖5A.小鉛塊將從木板小鉛塊將從木板B的右端飛離

11、木板的右端飛離木板B.小鉛塊滑到木板小鉛塊滑到木板B的右端前就與木板的右端前就與木板B保持相對靜止保持相對靜止C.甲、乙兩圖所示的過程中產(chǎn)生的熱量相等甲、乙兩圖所示的過程中產(chǎn)生的熱量相等D.圖甲所示的過程產(chǎn)生的熱量大于圖乙所示的過程產(chǎn)生的熱量圖甲所示的過程產(chǎn)生的熱量大于圖乙所示的過程產(chǎn)生的熱量解析解析在第一次小鉛塊運動過程中，小鉛塊與木板之間的摩擦力在第一次小鉛塊運動過程中，小鉛塊與木板之間的摩擦力使整個木板一直加速，第二次小鉛塊先使整個木板加速，運動到使整個木板一直加速，第二次小鉛塊先使整個木板加速，運動到B部分上后部分上后A部分停止加速，只有部分停止加速，只有B部分加速，加速度大于第一次部

12、分加速，加速度大于第一次的對應(yīng)過程，故第二次小鉛塊與的對應(yīng)過程，故第二次小鉛塊與B木板將更早達到速度相等，所木板將更早達到速度相等，所以小鉛塊還沒有運動到以小鉛塊還沒有運動到B的右端，兩者速度就已經(jīng)相同，選項的右端，兩者速度就已經(jīng)相同，選項A錯錯誤，誤，B正確；根據(jù)摩擦力乘相對路程等于產(chǎn)生的熱量，第一次的正確；根據(jù)摩擦力乘相對路程等于產(chǎn)生的熱量，第一次的相對路程大小大于第二次的相對路程大小，則圖甲所示的過程產(chǎn)相對路程大小大于第二次的相對路程大小，則圖甲所示的過程產(chǎn)生的熱量大于圖乙所示的過程產(chǎn)生的熱量，選項生的熱量大于圖乙所示的過程產(chǎn)生的熱量，選項C錯誤，錯誤，D正確。正確。答案答案BD圖圖6(

13、1)物體從物體從A運動到運動到B共需多少時間？共需多少時間？(2)電動機因傳送該物體多消耗的電能。電動機因傳送該物體多消耗的電能。答案答案(1)2.4 s(2)28 J1.(2016江蘇南京模擬江蘇南京模擬)如圖如圖7所示，半徑所示，半徑R0.4 m的光滑圓弧軌道的光滑圓弧軌道BC固定在豎直平面內(nèi)，軌道的上端點固定在豎直平面內(nèi)，軌道的上端點B和圓心和圓心O的連線與水平的連線與水平方向的夾角方向的夾角30，下端點，下端點C為軌道的最低點且與粗糙水平面為軌道的最低點且與粗糙水平面相切，一根輕質(zhì)彈簧的右端固定在豎直擋板上。質(zhì)量相切，一根輕質(zhì)彈簧的右端固定在豎直擋板上。質(zhì)量m0.1 kg的小物塊的小物

14、塊(可視為質(zhì)點可視為質(zhì)點)從空中從空中A點以點以v02 m/s的速度被水平拋出，的速度被水平拋出，恰好從恰好從B點沿軌道切線方向進入軌道，經(jīng)過點沿軌道切線方向進入軌道，經(jīng)過C點后沿水平面向右點后沿水平面向右運動至運動至D點時，彈簧被壓縮至最短，點時，彈簧被壓縮至最短，C、D兩點間的水平距離兩點間的水平距離L1.2 m，小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)，小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)0.5，g取取10 m/s2。求：求：圖圖7(1)小物塊經(jīng)過圓弧軌道上小物塊經(jīng)過圓弧軌道上B點時速度點時速度vB的大小；的大小；(2)小物塊經(jīng)過圓弧軌道上小物塊經(jīng)過圓弧軌道上C點時對軌道的壓力大??；點時對軌道的壓力大?。?

15、3)彈簧的彈性勢能的最大值彈簧的彈性勢能的最大值Epm。答案答案(1)4 m/s(2)8 N(3)0.8 J2.如圖如圖8所示，一質(zhì)量為所示，一質(zhì)量為m1 kg的可視為質(zhì)點的滑塊，放在光滑的可視為質(zhì)點的滑塊，放在光滑的水平平臺上，平臺的左端與水平傳送帶相接，傳送帶以的水平平臺上，平臺的左端與水平傳送帶相接，傳送帶以v2 m/s的速度沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動的速度沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動(傳送帶不打滑傳送帶不打滑)?，F(xiàn)將滑塊?，F(xiàn)將滑塊緩慢向右壓縮輕彈簧，輕彈簧的原長小于平臺的長度，滑塊靜緩慢向右壓縮輕彈簧，輕彈簧的原長小于平臺的長度，滑塊靜止時彈簧的彈性勢能為止時彈簧的彈性勢能為Ep4.5 J，若突然釋

16、放滑塊，滑塊向左，若突然釋放滑塊，滑塊向左滑上傳送帶。已知滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為滑上傳送帶。已知滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為 0.2，傳送帶足夠長，取傳送帶足夠長，取g10 m/s2。求：。求：圖圖8(1)滑塊第一次滑上傳送帶到離開傳送帶所經(jīng)歷的時間；滑塊第一次滑上傳送帶到離開傳送帶所經(jīng)歷的時間；(2)滑塊第一次滑上傳送帶到離開傳送帶由于摩擦產(chǎn)生的熱量?；瑝K第一次滑上傳送帶到離開傳送帶由于摩擦產(chǎn)生的熱量。(2)滑塊向左運動滑塊向左運動x1的位移時，傳送帶向右的位移為的位移時，傳送帶向右的位移為x1vt13 m則則x1x1x15.25 m滑塊向右運動滑塊向右運動x2時，傳送帶向右位移為時，

17、傳送帶向右位移為x2vt22 m則則x2x2x21 mxx1x26.25 m則產(chǎn)生的熱量為則產(chǎn)生的熱量為Qmgx12.5 J。答案答案(1)3.125 s(2)12.5 J3.(2015福建理綜，福建理綜，21)如圖如圖9，質(zhì)量為，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑水平面的小車靜止在光滑水平面上，小車上，小車AB段是半徑為段是半徑為R的四分之一圓弧光滑軌道，的四分之一圓弧光滑軌道，BC段是長段是長為為L的水平粗糙軌道，兩段軌道相切于的水平粗糙軌道，兩段軌道相切于B點。一質(zhì)量為點。一質(zhì)量為m的滑塊的滑塊在小車上從在小車上從A點由靜止開始沿軌道滑下，重力加速度為點由靜止開始沿軌道滑下，重力加速度為g。圖圖9(1)若固定小車，求滑塊運動過程中對小車的最大壓力大小；若固定小車，求滑塊運動過程中對小車的最大壓力大??；