《高考物理大二輪總復習與增分策略 題型研究2 學考計算題 20題 動力學方法和能量觀點的綜合應用課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考物理大二輪總復習與增分策略 題型研究2 學考計算題 20題 動力學方法和能量觀點的綜合應用課件（26頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、動力學方法和能量觀點的綜合應用題型研究2學考計算題20題 直線運動中多運動過程組合主要是指直線多過程或直線與斜面運動的組合問題(1)解題策略動力學方法觀點：牛頓運動定律、運動學基本規(guī)律.能量觀點：動能定理、機械能守恒定律、能量守恒定律.(2)解題關鍵抓住物理情景中出現的運動狀態(tài)和運動過程，將物理過程分解成幾個簡單的子過程.兩個相鄰過程連接點的速度是聯(lián)系兩過程的紐帶，也是解題的關鍵. 考點一 直線運動中動力學方法和能量觀點的應用 例1在物資運轉過程中常使用如圖1所示的傳送帶.已知某傳送帶與水平面成37角，傳送帶的AB部分長L5.8 m，傳送帶以恒定的速率v4 m/s按圖示方向傳送，若在B端無初速

2、度地放置一個質量m50 kg的物資P(可視為質點)，P與傳送帶之間的動摩擦因數0.5(g取10 m/s2，sin 370.6).求：(1)物資P從B端開始運動時的加速度大??；圖1 解析答案 解析P剛放在B端時，受到沿傳送帶向下的滑動摩擦力作用，根據牛頓第二定律有mgsin FfmaFNmgcos FfFN聯(lián)立解得加速度為agsin gcos 10 m/s2答案10 m/s 2 (2)物資P到達A端時的動能. 解析答案 解析P達到與傳送帶相同速度時的位移x 0.8 m答案900 J 規(guī)律總結傳送帶模型是高中物理中比較常見的模型，典型的有水平和傾斜兩種情況.一般設問的角度有兩個：(1)動力學角度：

3、首先要正確分析物體的運動過程，做好受力分析，然后利用運動學公式結合牛頓第二定律求物體及傳送帶在相應時間內的位移，找出物體和傳送帶之間的位移關系.(2)能量角度：求傳送帶對物體所做的功、物體和傳送帶由于相對滑動而產生的熱量、因放上物體而使電動機多消耗的電能等，常依據功能關系或能量守恒定律求解. 1.如圖2甲所示，一質量為m1 kg的物塊靜止在粗糙水平面上的A點，從t0時刻開始，物塊受到按如圖乙所示規(guī)律變化的水平力F作用并向右運動，第3 s末物塊運動到B點時速度剛好為0，第5 s末物塊剛好回到A點，已知物塊與粗糙水平面之間的動摩擦因數0.2(g取10 m/s2)，求：(1)A與B間的距離；變式題組

4、圖2 解析答案 代入數值解得xAB4 m答案4 m解析根據題目條件及圖乙可知，物塊在從B返回A的過程中，在恒力作用下做勻加速直線運動，即Fmgma. (2)水平力F在5 s內對物塊所做的功.解析物塊在前3 s內動能改變量為零，由動能定理得W1Wf0，即W1mgxAB0則前3 s內水平力F做的功為W18 J根據功的定義式WFx得，水平力F在35 s時間內所做的功為W2FxAB16 J則水平力F在5 s內對物塊所做的功為WW 1W224 J.解析答案答案24 J 2.(2015寧波期末)航母艦載機滑躍起飛有點像高山滑雪，主要靠甲板前端的上翹來幫助戰(zhàn)斗機起飛，其示意圖如圖3所示，設某航母起飛跑道主要

5、由長度為L1160 m的水平跑道和長度為L220 m的傾斜跑道兩部分組成，水平跑道與傾斜跑道末端的高度差h4.0 m.一架質量為m2.0104 kg的飛機，其噴氣發(fā)動機的推力大小恒為F1.2105 N，方向與速度方向相同，在運動過程中飛機受到的平均阻力大小為飛機重力的0.1倍，假設航母處于靜止狀態(tài)，飛機質量視為不變并可看成質點，傾斜跑道看作斜面，不計拐角處的影響.取g10 m/s 2.(1)求飛機在水平跑道運動的時間；圖3解析答案 解析設飛機在水平跑道加速度為a1，阻力為Ff由牛頓第二定律得FFfma1解得t18 s答案8 s (2)求飛機到達傾斜跑道末端時的速度大??；解析設飛機在水平跑道末端

6、速度為v1，傾斜跑道末端速度為v2，加速度為a2水平跑道上：v1a1t1傾斜跑道上：由牛頓第二定律得FFfmg ma2v 22v122a2L2解析答案 (3)如果此航母去掉傾斜跑道，保持水平跑道長度不變，現在跑道上安裝飛機彈射器，此彈射器彈射距離為84 m，要使飛機在水平跑道的末端速度達到100 m/s，則彈射器的平均作用力為多大？(已知彈射過程中發(fā)動機照常工作)解析設彈射器的彈力為F1，彈射距離為x，飛機在跑道末端速度為v3答案 10 6 N 解析答案解得F1106 N. 考點二 曲線運動中動力學方法和能量觀點的應用例2(2016浙江10月學考20)如圖4甲所示，游樂場的過山車可以底朝上在豎

7、直圓軌道上運行，可抽象為圖乙所示的模型.傾角為45的直軌道AB、半徑R10 m的光滑豎直圓軌道和傾角為37的直軌道EF.分別通過水平光滑銜接軌道BC、C E平滑連接，另有水平減速直軌道FG與EF平滑連接，EG間的水平距離l40 m.現有質量m500 kg的過山車，從高h40 m處的A點靜止下滑，經BCDC EF最終停在G點.過山車與軌道AB、EF間的動摩擦因數均為 10.2，與減速直軌道FG間的動摩擦因數20.75.過山車可視為質點，運動中不脫離軌道，g取10 m/s2.求： 解析答案圖4 (1)過山車運動至圓軌道最低點C時的速度大?。唤馕鲈OC點的速度為vC，由動能定理得答案見解析 (2)過山

8、車運動至圓軌道最高點D時對軌道的作用力；解析設D點速度為vD，由動能定理得答案見解析 解析答案解得F7103 N由牛頓第三定律知，過山車在D點對軌道的作用力為7103 N (3)減速直軌道FG的長度x.(已知sin 370.6，cos 370.8)解析全程應用動能定理答案見解析 解析答案解得 x30 m. 技巧點撥多過程問題的解題技巧1.“合” 初步了解全過程，構建大致的運動圖景.2.“分” 將全過程進行分解，分析每個過程的規(guī)律.3.“合” 找到子過程的聯(lián)系，尋找解題方法. 變式題組3.(2016浙江4月選考20)如圖5所示，裝置由一理想彈簧發(fā)射器及兩個軌道組成.其中軌道由光滑軌道AB與粗糙直

9、軌道BC平滑連接，高度差分別是h10.20 m、h20.10 m，BC水平距離L1.00 m.軌道由AE、螺旋圓形EFG和GB三段光滑軌道平滑連接而成，且A點與F點等高.當彈簧壓縮量為d時，恰能使質量m0.05 kg的滑塊沿軌道上升到B點；當彈簧壓縮量為2d時，恰能使滑塊沿軌道上升到C點.(已知彈簧彈性勢能與壓縮量的平方成正比，g10 m/s 2) 解析答案 圖5解析由機械能守恒定律可得E彈EkEpmgh10.05100.20 J0.1 J答案0.1 J2 m/s(1)當彈簧壓縮量為d時，求彈簧的彈性勢能及滑塊離開彈簧瞬間的速度大??； 解析答案 解析由E彈 d2可得EkE彈4E彈4mgh1由動

10、能定理可得mg(h1h2)mgLEk 0.5答案0.5(2)求滑塊與軌道BC間的動摩擦因數； 解析答案 解析恰能通過螺旋軌道最高點須滿足的條件是mg由機械能守恒定律有vv02 m/s得Rm0.4 m當RRm0.4 m時，滑塊會脫離螺旋軌道，不能上升到B點.答案不能，理由見解析(3)當彈簧壓縮量為d時，若沿軌道運動，滑塊能否上升到B點？請通過計算說明理由. 4.如圖6所示，位于豎直平面內的光滑軌道由四分之一圓弧ab和拋物線bc組成，圓弧半徑Oa水平，b點為拋物線頂點.已知h2 m，s m.取重力加速度大小g10 m/s2.(1)一小環(huán)套在軌道上從a點由靜止滑下，當其在bc段軌道運動時，與軌道之間無相互作用力，求圓弧軌道的半徑；圖6 解析答案 解析小環(huán)在bc段軌道運動時，與軌道之間無相互作用力，則說明下落到b點時的速度水平，使小環(huán)做平拋運動的軌跡與軌道bc重合，故有svbt答案0.25 m (2)若環(huán)從b點由靜止因微小擾動而開始滑下，求環(huán)到達c點時速度的水平分量的大小. 解析答案 解析下滑過程中，初速度為零，只有重力做功，根據動能定理可得mgh 根據運動的合成與分解可得sin 因為小環(huán)滑到c點時速度與豎直方向的夾角等于(1)問中做平拋運動過程中經過c點時速度與豎直方向的夾角，設為，則根據平拋運動規(guī)律可知sin 聯(lián)立可得v 水平 m/s.