2019年高考物理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课件.ppt
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1、专题强化六 动力学和能量观点的综合应用,第五章 机械能,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).,内容索引,命题点一 多运动组合问题,命题点二 传送带模型问题,课时作业,命题点三 滑块木板模型问题,1,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圆周
2、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.,(1)求P第一次运动到B点时速度的大小;,lBC7R2R5R,答案,解析,(2)求P运动到E点时弹簧的弹性势能;,答案,解析,答案,分析,解析,x1vDt ,联立得,P由E点运动到C点的过程中,,联立得,P由C运动到D的过程中,多过程问题的
3、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.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:,(1)距Q水平距离为 的圆环中心到底板的高度;,答案,解析,(2
4、)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;,答案,解析,(3)摩擦力对小球做的功.,答案,解析,2.如图所示,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) (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
5、因数;,答案,解析,6 m/s 0.4,题眼,题眼,分析,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)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;,答案,解析,16.8 N,方向竖直向下,(3)若物块刚好能到达轨道最高点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,解析,4.4 J,2,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
6、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.,【例2】如图所示,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:,(1)B向右运动的总时间;
7、(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.,答案,2 s,答案,答案,分析,解析,题眼,mg,(2)a3a22 m/s2.,B的总位移xx1x25 m.,B回到传送带左端的位移x3x5 m.,(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.,该时间内传送带相对于B的位移,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,1.分析流程2.功能关系 (1)功能关系分析:WFEkE
8、pQ. (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: (1)物体由A端运动到B端的时间;,答案,解析,2 s,mgsin mgcos ma2,因mgsin mgcos ,故当物体与传送带同速后,物体将继续加速,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.,答案,解析,24 J,物体与传送带间的
9、相对位移 x相对(vt1x1)(Lx1vt2)6 m 故Qmgcos x相对24 J.,4.一质量为M2.0 kg的小物块随足够长的水平传送带一起运动,被一水平向左飞来的子弹击中并从物块中穿过,子弹和小物块的作用时间极短,如图甲所示.地面观察者记录了小物块被击中后的速度随时间变化的关系如图乙所示(图中取向右运动的方向为正方向).已知传送带的速度保持不变,g取10 m/s2. (1)指出传送带速度v的大小及方向,说明理由.,答案,解析,2.0 m/s 方向向右,v2.0 m/s,方向向右.,共速,(2)计算物块与传送带间的动摩擦因数.,答案,解析,0.2,由vt图象可得,物块在滑动摩擦力的作用下
10、做匀变速运动的加速度,(3)传送带对外做了多少功?子弹射穿物块后系统有多少能量转化为内能?,答案,解析,24 J 36 J,3,命题点三 滑块木板模型问题,1.滑块木板模型根据情况可以分成水平面上的滑块木板模型和斜面上的滑块木板模型. 2.滑块从木板的一端运动到另一端的过程中,若滑块和木板沿同一方向运动,则滑块的位移和木板的位移之差等于木板的长度;若滑块和木板沿相反方向运动,则滑块的位移和木板的位移之和等于木板的长度. 3.此类问题涉及两个物体、多个运动过程,并且物体间还存在相对运动,所以应准确求出各物体在各个运动过程中的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变),找出物体之间的位移(路程)关
11、系或速度关系是解题的突破口,求解中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.,图甲中,质量为m11 kg的物块叠放在质量为m23 kg的木板右端.木板足够长,放在光滑的水平面上,木板与物块之间的动摩擦因数为10.2.整个系统开始时静止,重力加速度g取10 m/s2.,【例3】,甲,(1)在木板右端施加水平向右的拉力F,为使木板和物块发生相对运动,拉力F至少应为多大?,答案,解析,8 N,把物块和木板看成整体,F(m1m2)a 物块与木板将要相对滑动时, 1m1gm1a 联立解得F1(m1m2)g8 N.,(2)在04 s内,若拉力F的变化如图乙所示,2 s后木板进入20
12、.25的粗糙水平面,在图丙中画出04 s内木板和物块的vt图象,并求出04 s内物块相对木板的位移大小和整个系统因摩擦而产生的内能.,答案,分析,见解析,F1=14N8N发生相对滑动,F2=2N=1mg物块匀速,解析,物块在02 s内做匀加速直线运动,木板在01 s内做匀加速直线运动,在12 s内做匀速运动,2 s后物块和木板均做匀减速直线运动,故二者在整个运动过程中的vt图象如图所示. 02 s内物块相对木板向左运动,24 s内物 块相对木板向右运动. 02 s内物块相对木板的位移大小x12 m, 系统摩擦产生的内能Q11m1gx14 J.,24 s内物块相对木板的位移大小x21 m, 物块
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