《2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 培優(yōu)計劃 高考必考題突破講座（5）應(yīng)用動力學(xué)觀點和能量觀點解決力學(xué)綜合問題學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 培優(yōu)計劃 高考必考題突破講座（5）應(yīng)用動力學(xué)觀點和能量觀點解決力學(xué)綜合問題學(xué)案（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 高考必考題突破講座(五)應(yīng)用動力學(xué)觀點和能量觀點解決力學(xué)綜合問題 題型特點 考情分析 命題趨勢 用動力學(xué)和能量觀點解決問題時，應(yīng)首先分析物體的受力和運動情況，再分析做功和能量轉(zhuǎn)化情況，最后選擇恰當?shù)囊?guī)律列方程．一般來說，若一個物體參與了多個運動過程，有的運動過程只涉及分析力或求解力而不涉及能量問題，則此類問題屬于動力學(xué)問題；若該過程涉及能量轉(zhuǎn)化問題，并且具有功能關(guān)系的特點，則此類問題屬功能關(guān)系問題 2016·全國卷Ⅰ，25 動力學(xué)觀點和能量觀點結(jié)合一直是高考的熱點和難點，它可能以各種題型出現(xiàn)，其考查范圍廣、靈活性強、能力要求高，壓軸題目也多與此相關(guān) 1．動力學(xué)觀點和能

2、量觀點綜合流程 2．涉及問題 (1)受力情況：幾個力？恒力還是變力？ (2)做功情況：是否做功？正功還是負功？ (3)能量分析：建立功能關(guān)系式． ?解題方法 1．若只要求分析運動物體的動力學(xué)物理量而不涉及能量問題，則用牛頓運動定律和運動學(xué)規(guī)律求解． 2．若物體在運動過程中涉及能量轉(zhuǎn)化問題，則用功能關(guān)系求解． 角度1　機械能守恒 受力情況 重力、支持力、彈簧的彈力 運動軌跡 直線和曲線(圓周運動或平拋運動) 涉及的能量變化 動能、重力勢能、彈性勢能 處理方法 機械能守恒、動能定理、牛頓第二定律 角度2　機械能不守恒 受力情況 重力、支持力、彈簧的

3、彈力、摩擦力 運動軌跡 直線和曲線(圓周運動或平拋運動) 涉及的能量變化 動能、勢能、內(nèi)能 處理方法 動能定理、功能關(guān)系、牛頓第二定律 [例1](2017·華中師大一附中模擬)如圖甲所示，質(zhì)量為m＝1 kg的滑塊(可視為質(zhì)點)，從光滑、固定的圓弧軌道的最高點A由靜止滑下，經(jīng)最低點B后滑到位于水平面的木板上．已知木板質(zhì)量M＝2 kg，其上表面與圓弧軌道相切于B點，且長度足夠長．整個過程中木板的v－t圖象如圖乙所示，g＝10 m/s2.求： (1)滑塊經(jīng)過B點時對圓弧軌道的壓力； (2)滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)； (3)滑塊在木板上滑過的距離． 解析　(1)設(shè)圓弧軌

4、道半徑為R，從A到B過程，滑塊的機械能守恒mgR＝mv2， 經(jīng)B點時，根據(jù)牛頓第二定律有 FN－mg＝， 整理得FN＝3mg＝30 N， 根據(jù)牛頓第三定律知，滑塊對軌道的壓力大小為30 N，方向豎直向下． (2)由v－t圖象知，木板加速的加速度大小為a1＝1 m/s2，滑塊與木板共同減速的加速度大小為a2＝1 m/s2，設(shè)木板與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ1，滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為μ2， 在0～1 s內(nèi)，對木板μ2mg－μ1(m＋M)g＝Ma1， 在1 s～2 s內(nèi)，對滑塊和木板μ1(m＋M)g＝(m＋M)a2， 解得μ1＝0.1，μ2＝0.5. (3)滑塊在木板上滑動過程

5、中，設(shè)滑塊與木板相對靜止時的共同速度為v1，滑塊從滑上木板到兩者達到共同速度所用時間為t1. 對滑塊μ2mg＝ma， v1＝v－at1，v1＝1 m/s，t1＝1 s， 木板的位移x1＝t1， 滑塊的位移x2＝t1， 滑塊在木板上滑過的距離Δx＝x2－x1， 代入數(shù)據(jù)解得Δx＝3 m. 答案　(1)30 N，方向豎直向下　(2)0.5　(3)3 m [例2]如圖，—輕彈簧原長為2R，其一端固定在傾角為37°的固定直軌道AC的底端A處，另一端位于直軌道B處，彈簧處于自然狀態(tài)．直軌道與一半徑為R的光滑圓弧軌道相切于C點，AC＝7R，A、B、C、D均在同一豎直平面內(nèi)．質(zhì)量為m的小物塊

6、P自C點由靜止開始下滑，最低到達E點(未畫出)．隨后P沿軌道被彈回，最高到達F點，AF＝4R.已知P與直軌道間的動摩擦因數(shù)μ＝，重力加速度大小為g.(取sin 37°＝，cos 37°＝) (1)求P第一次運動到B點時速度的大?。? (2)求P運動到E點時彈簧的彈性勢能． (3)改變物塊P的質(zhì)量，將P推至E點，從靜止開始釋放．已知P自圓弧軌道的最高點D處水平飛出后，恰好通過G點．G點在C點左下方，與C點水平相距R、豎直相距R.求P運動到D點時速度的大小和改變后P的質(zhì)量． 解析　(1)根據(jù)題意知，B、C之間的距離為l＝7R－2R，① 設(shè)P到達B點時的速度為vB，由動能定理得 mgl

7、sin θ－μmglcos θ＝mv，?、? 式中θ＝37°， 聯(lián)立①②式并由題給條件得vB＝2.?、? (2)設(shè)BE＝x.P到達E點時速度為零，設(shè)此時彈簧的彈性勢能為Ep.P由B點運動到E點的過程中，由動能定理有 mgxsin θ－μmgxcos θ－EP＝0－mv，?、? E、F之間的距離為l1＝4R－2R＋x，?、? P到達E點后反彈，從E點運動到F點的過程中，由動能定理有 Ep－mgl1sin θ－μmgl1cos θ＝0，⑥ 聯(lián)立③④⑤⑥式并由題給條件得x＝R，　⑦ EP＝mgR.?、? (3)設(shè)改變后P的質(zhì)量為m1.D點與G點的水平距離x1和豎直距離y1分別為x1＝R－R

8、sin θ，?、? y1＝R＋R＋Rcos θ，?、? 式中，已應(yīng)用了過C點的圓軌道半徑與豎直方向夾角仍為θ的事實． 設(shè)P在D點的速度為vD，由D點運動到G點的時間為t.由平拋運動公式有y1＝gt2，　? x1＝vDt，　? 聯(lián)立⑨⑩??式得vD＝.　? 設(shè)P在C點速度的大小為vC.在P由C點運動到D點的過程中機械能守恒，有 m1v＝m1v＋m1g(R＋Rcos θ)，　? P由E點運動到C點的過程中，由動能定理有 Ep－m1g(x＋5R)sin θ－μm1g(x＋5R)cos θ＝m1v，　? 聯(lián)立⑦⑧???式得m1＝m. 答案　見解析 1．(2017·江蘇南京診斷)

9、如圖所示，質(zhì)量M＝0.4 kg的長薄板BC靜置于傾角為37°的光滑斜面上，在A點有質(zhì)量m＝0.1 kg的小物體(可視為質(zhì)點)以v0＝4.0 m/s速度水平拋出，恰以平行斜面的速度落在薄板的最上端B并在薄板上運動，當小物體落在薄板上時，薄板無初速度釋放開始沿斜面向下運動，小物體運動到薄板的最下端C時，與薄板速度恰好相等，已知小物體與薄板之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2.求： (1)A點與B點的水平距離； (2)薄板BC的長度． 解析　(1)小物體從A到B做平拋運動，下落時間為t1，水平位移為x，則 gt1＝v0tan

10、 37°， ① x＝v0t1，② 聯(lián)立①②得x＝1.2 m. (2)小物體落到B點的速度為v，則 v＝，③ 小物體在薄板上運動，則 mgsin 37°－μmgcos 37°＝ma1，④ 薄板在光滑斜面上運動，則 Mgsin 37°＋μmgcos 37°＝Ma2，⑤ 小物體從落到薄板到兩者速度相等用時t2，則 v＋a1t2＝a2t2，⑥ 小物體的位移x1＝vt2＋a1t，⑦ 薄板的位移x2＝a2t，⑧ 薄板的長度l＝x1－x2，⑨ 聯(lián)立③～⑨式得l＝2.5 m. 答案　(1)1.2 m　(2)2.5 m 2．(2017·河北衡水一模)如圖所示，滑塊質(zhì)

11、量為m，與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.1，它以v0＝3的初速度由A點開始向B點滑行，AB＝5R，并滑上光滑的半徑為R的圓弧BC，在C點正上方有一離C點高度也為R的旋轉(zhuǎn)平臺，沿平臺直徑方向開有兩個離軸心距離相等的小孔P、Q，P、Q位于同一直徑上，旋轉(zhuǎn)時兩孔均能達到C點的正上方．若滑塊滑過C點后穿過P孔，又恰能從Q孔落下，則平臺轉(zhuǎn)動的角速度ω應(yīng)滿足什么條件？ 解析　設(shè)滑塊滑至B點時速度為vB，對滑塊由A點到B點應(yīng)用動能定理有 －μmg5R＝mv－mv， 解得v＝8gR. 滑塊從B點開始，運動過程機械能守恒，設(shè)滑塊到達P處時速度為vP，則 mv＝mv＋mg2R， 解得vP＝2， 滑

12、塊穿過P孔后再回到平臺的時間t＝＝4， 要想實現(xiàn)題述過程，需滿足ωt＝(2n＋1)π， ω＝(n＝0,1,2，…)． 答案　ω＝(n＝0,1,2，…) 3．(2017·湖北黃岡模擬)如圖所示，半徑R＝1.0 m的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，軌道的一個端點B和圓心O的連線與水平方向間的夾角θ＝37°，另一端點C為軌道的最低點．C點右側(cè)的光滑水平面上緊挨C點靜止放置一木板，木板質(zhì)量M＝1 kg，上表面與C點等高．質(zhì)量為m＝1 kg的物塊(可視為質(zhì)點)從空中A點以v0＝1.2 m/s的速度水平拋出，恰好從軌道的B端沿切線方向進入軌道．已知物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，取g＝10 m/

13、s2.求： (1)物塊經(jīng)過C點時的速度vC； (2)若木板足夠長，物塊在木板上相對滑動過程中產(chǎn)生的熱量Q. 解析　(1)設(shè)物塊在B點的速度為vB，在C點的速度為vC，從A到B物塊做平拋運動，有vBsin θ＝v0， 從B到C，根據(jù)動能定理有mgR(1＋sin θ)＝mv－mv， 解得vC＝6 m/s. (2)物塊在木板上相對滑動過程中由于摩擦力作用，最終將一起共同運動．設(shè)相對滑動時物塊加速度為a1，木板加速度為a2，經(jīng)過時間t達到共同速度為v，則 μmg＝ma1，μmg＝Ma2， v＝vC－a1t，v＝a2t. 根據(jù)能量守恒定律有 (m＋M)v2＋Q＝mv 聯(lián)立解得Q＝9 J. 答案　(1)6 m/s　(2)9 J 7