《（浙江選考）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 機械能守恒定律 專題強化一 動力學(xué)和能量觀點的綜合應(yīng)用課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江選考）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 機械能守恒定律 專題強化一 動力學(xué)和能量觀點的綜合應(yīng)用課件.ppt（52頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、,第五章機械能守恒定律,專題強化一動力學(xué)和能量觀點的綜合應(yīng)用,,NEIRONGSUOYIN,內(nèi)容索引,研透命題點,課時作業(yè),細(xì)研考綱和真題 分析突破命題點,限時訓(xùn)練 練規(guī)范 練速度,,研透命題點,,,1.抓住物理情景中出現(xiàn)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. 2.兩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(guān)鍵.很多情況下平拋運動的末速度的方向是解題的重要突破口.,,命題點一多運動組合問題,,,例1(2017浙江4月選考20)圖1中給出了一段“S”形單行盤山公路的示意圖.彎道1、彎道2可看做兩個不同水平面上的圓弧，圓心分別為O1、O2，彎道中心線半徑分別為r110
2、 m、r220 m，彎道2比彎道1高h(yuǎn)12 m，有一直道與兩彎道圓弧相切.質(zhì)量m1 200 kg的汽車通過彎道時做勻速圓周運動，路面對輪胎的最大徑向靜摩擦力是車重的1.25倍，行駛時要求汽車不打滑.(sin 370.6，sin 530.8，g10 m/s2),圖1,(1)求汽車沿彎道1中心線行駛時的最大速度v1；,答案,答案見解析,解析汽車在沿彎道1中心線行駛時，,(2)汽車以v1進(jìn)入直道，以P30 kW的恒定功率直線行駛了t8.0 s進(jìn)入彎道2，此時速度恰為通過彎道中心線的最大速度，求直道上除重力以外的阻力對汽車做的功；,答案,答案見解析,解析設(shè)在彎道2沿中心線行駛的最大速度為v2,代入數(shù)據(jù)
3、可得Wf2.1104 J.,(3)汽車從彎道1的A點進(jìn)入，從同一直徑上的B點駛離，有經(jīng)驗的司機會利用路面寬度，用最短時間勻速安全通過彎道.設(shè)路寬d10 m，求此最短時間(A、B兩點都在軌道中心線上，計算時視汽車為質(zhì)點).,答案,答案見解析,解析沿如圖所示內(nèi)切的路線行駛時間最短，,代入數(shù)據(jù)可得r12.5 m 設(shè)汽車沿該路線行駛的最大速度為v,則對應(yīng)的圓心角為2106,變式1(2016浙江4月選考20)如圖2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
4、和GB三段光滑軌道平滑連接而成，且A點與F點等高.當(dāng)彈簧壓縮量為d時，恰能使質(zhì)量m0.05 kg的滑塊沿軌道上升到B點；當(dāng)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/s2),圖2,(1)當(dāng)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?。?答案,答案0.1 J2 m/s,解析由機械能守恒定律可得 E彈EkEpmgh10.05100.20 J0.1 J,(2)求滑塊與軌道BC間的動摩擦因數(shù)；,答案,答案0.5,解析由E彈d2，可得當(dāng)彈簧壓縮量為2d時， EkE彈4E彈4mgh1 由動能定理可得mg(h1h2)mgLEk,(3)
5、當(dāng)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.,答案,答案見解析,解析滑塊恰能通過螺旋圓形軌道最高點需滿足的條件是,由機械能守恒定律有vv02 m/s 解得Rm0.4 m 當(dāng)R0.4 m時，滑塊會脫離螺旋圓形軌道，不能上升到B點； 當(dāng)R0.4 m時，滑塊能上升到B點.,題型1平拋運動圓周運動的組合 例2(2013浙江理綜23)山谷中有三塊石頭和一根不可伸長的輕質(zhì)青藤，其示意圖如圖3.圖中A、B、C、D均為石頭的邊緣點，O為青藤的固定點，h11.8 m，h24.0 m，x14.8 m，x28.0 m.開始時，質(zhì)量分別為M10 kg和m2 kg的大、小兩只滇金絲猴分別位
6、于左邊和中間的石頭上，當(dāng)大猴發(fā)現(xiàn)小猴將受到傷害時，迅速從左邊石頭的A點水平跳至中間石頭.大 猴抱起小猴跑到C點，抓住青藤下端，蕩到 右邊石頭上的D點，此時速度恰好為零.運動 過程中猴子均可看成質(zhì)點，空氣阻力不計， 重力加速度g10 m/s2.求：,圖3,(1)大猴從A點水平跳離時速度的最小值；,答案,答案8 m/s,解析設(shè)猴子從A點水平跳離時速度的最小值為vmin，根據(jù)平拋運動規(guī)律，有,x1vmint ,聯(lián)立式，得 vmin8 m/s. ,(2)猴子抓住青藤蕩起時的速度大??；,答案,解析猴
7、子抓住青藤后的運動過程中機械能守恒，設(shè)蕩起時速度為vC，有,(3)猴子蕩起時，青藤對猴子的拉力大小.,答案,答案216 N,解析設(shè)拉力為FT，青藤的長度為L，在最低點由牛頓第二定律得,由幾何關(guān)系 (Lh2)2x22L2 得：L10 m 聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)解得：,題型2直線運動圓周運動平拋運動的組合 例3(2019屆湖州市模擬)某?？萍脊?jié)舉行車模大賽，其規(guī)定的賽道如圖4所示，某小車以額定功率18 W由靜止開始從A點出發(fā)，加速2 s后進(jìn)入光滑的豎直圓軌道BC，恰好能經(jīng)過圓軌道最高點C，然后經(jīng)過光滑曲線軌道BE后，從E處水平飛出，最后落入沙坑中
8、，已知圓半徑R1.2 m，沙坑距離BD平面高度h21 m，小車的總質(zhì)量為1 kg，g10 m/s2，不計空氣阻力，求：,圖4,(1)小車在B點對軌道的壓力大??；,答案,答案60 N,聯(lián)立解得FN60 N， 由牛頓第三定律得在B點小車對軌道的壓力為60 N，方向豎直向下.,(2)小車在AB段克服摩擦力做的功；,答案,答案6 J,解得Wf6 J， 即小車在AB段克服摩擦力做的功為6 J.,(3)末端平拋高臺h1為多少時，能讓小車落入沙坑的水平位移最大？最大值是多少？,答案,答案1 m4 m,當(dāng)h11 m時，水平距離最大，xmax4 m.,傳送帶問題的分析流程和技巧 1.分析流程 2.相對位移 一對
9、相互作用的滑動摩擦力做功所產(chǎn)生的熱量QFfx相對，其中x相對是物體間相對路徑長度.如果兩物體同向運動，x相對為兩物體對地位移大小之差；如果兩物體反向運動，x相對為兩物體對地位移大小之和.,,命題點二傳送帶模型問題,,,3.功能關(guān)系 (1)功能關(guān)系分析：WFEkEpQ. (2)對WF和Q的理解： 傳送帶的功：WFFx傳； 產(chǎn)生的內(nèi)能QFfx相對.,模型1水平傳送帶模型 例4傾角為30的光滑斜面的下端有一水平傳送帶，傳送帶正以6 m/s的速度運動，運動方向如圖5所示.一個質(zhì)量為2 kg的物體(可視為質(zhì)點)，從h3.2 m高處由靜止沿斜面下滑，物體經(jīng)過A點時，不管是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面，
10、都不計其動能損失.物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.5，物體向左最多能滑到傳送帶左右兩端A、B連線的中點處，重力加速度g取10 m/s2，求：,圖5,(1)傳送帶左、右兩端A、B間的距離L；,答案,答案12.8 m,解析物體從靜止開始到在傳送帶上的速度等于0的過程中，由動能定理得：,(2)上述過程中物體與傳送帶組成的系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量；,解析在此過程中，物體與傳送帶間的相對位移,答案,答案160 J,而摩擦產(chǎn)生的熱量Qmgx相， 聯(lián)立得Q160 J.,(3)物體隨傳送帶向右運動，最后沿斜面上滑的最大高度h.,解析物體隨傳送帶向右勻加速運動，設(shè)當(dāng)速度為v帶6 m/s時，向右運動的位移為x，,答案
11、,答案1.8 m,即物體在到達(dá)A點前速度與傳送帶速度相等，最后以v帶6 m/s的速度沖上斜面，,模型2傾斜傳送帶模型 例5如圖6所示，傳送帶與地面的夾角37，A、B兩端間距L16 m，傳送帶以速度v10 m/s，沿順時針方向運動，物體質(zhì)量m1 kg，無初速度地放置于A端，它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.5，g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，試求：,圖6,(1)物體由A端運動到B端的時間.,答案,答案2 s,解析物體剛放上傳送帶時受到沿斜面向下的滑動摩擦力和重力，由牛頓第二定律得：mgsin mgcos ma1， 設(shè)物體經(jīng)時間t1，加速到與傳送帶同速，,解得：a110 m/s
12、2 t11 s x15 mmgcos ，故當(dāng)物體與傳送帶同速后，物體將繼續(xù)加速 由mgsin mgcos ma2,解得：t21 s 故物體由A端運動到B端的時間tt1t22 s.,(2)系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量.,返回,答案,解析物體與傳送帶間的相對位移 x相(vt1x1)(Lx1vt2)6 m 故Qmgcos x相24 J.,答案24 J,,課時作業(yè),,,1,2,3,4,1.如圖1所示，皮帶的速度是3 m/s，兩輪圓心間距離s4.5 m，現(xiàn)將m1 kg的小物體(可視為質(zhì)點)輕放在左輪正上方的皮帶上，物體與皮帶間的動摩擦因數(shù)0.15，皮帶不打滑，電動機帶動皮帶將物體從左輪正上方運送到右輪正上方時，
13、(取g10 m/s2)求：,圖1,1,2,3,4,(1)小物體獲得的動能Ek；,答案,答案4.5 J,解析物體開始做勻加速運動， 加速度ag1.5 m/s2，,解得物體加速階段運動的位移x3 m4.5 m， 則小物體獲得的動能,1,2,3,4,(2)這一過程中摩擦產(chǎn)生的熱量Q；,解析vat，解得t2 s， Qmgx相對mg(vtx) 0.15110(63) J4.5 J.,答案,答案4.5 J,1,2,3,4,(3)這一過程中電動機多消耗的電能E.,解析EEkQ4.5 J4.5 J9 J.,答案,答案9 J,2.2008年北京奧運會場地自行車賽安排在老山自行車館舉行.老山自行車賽場采用的是25
14、0 m橢圓賽道，賽道寬度為7.7 m.賽道形如馬鞍形，由直線段、過渡曲線段以及圓弧段組成，按國際自盟UCI賽道標(biāo)準(zhǔn)的要求，圓弧段傾角為45，如圖2所示(因直線段傾角較小，故計算時不計直線段的傾角).賽道使用松木地板，為運動員提供最好的比賽環(huán)境.目前，比賽用車采用最新的碳素材料設(shè)計，質(zhì)量為9 kg.比賽時，運動員從直線段的中點出發(fā)繞場騎行，若已知賽道的每條直線,1,2,3,4,圖2,段長80 m，圓弧段內(nèi)半徑為14.4 m，運動員質(zhì)量為51 kg，設(shè)直線段運動員和自行車所受阻力為接觸面壓力的0.75倍(不計圓弧段摩擦，圓弧段上運動近似為勻速圓周運動，不計空氣阻力，計算時運動員和自行車可近似為質(zhì)點
15、，g取10 m/s2).求：,(1)運動員在圓弧段內(nèi)側(cè)賽道上允許的最佳安全速度是多大？,答案,1,2,3,4,答案12 m/s,解析運動員以最大允許速度在圓弧段內(nèi)側(cè)賽道騎行時，重力與支持力的合力沿水平方向，充當(dāng)圓周運動的向心力，由牛頓第二定律：,(2)為在進(jìn)入彎道前達(dá)到(1)所述的最佳安全速度，運動員和自行車在直線段加速時所受的平均動力至少為多大？,答案,1,2,3,4,答案558 N,解析運動員在直線段加速距離x40 m，v22ax 由牛頓第二定律：Fmgma，解得F558 N,(3)若某運動員在以(1)所述的最佳安全速度進(jìn)入圓弧軌道時，因技術(shù)失誤進(jìn)入了最外側(cè)軌道，則他的速度降為多少？若他在
16、外道運動繞過的圓心角為90，則這一失誤至少損失了多少時間？(在圓弧軌道騎行時不給自行車施加推進(jìn)力),答案,1,2,3,4,答案6 m/s3.3 s,1,2,3,4,解析進(jìn)入最外側(cè)軌道后，高度增加了hdsin 455.4 m 半徑增加了Rdcos 455.4 m,至少損失時間：tt2t13.3 s.,3.(2018杭州市五校聯(lián)考)如圖3所示，質(zhì)量為m1 kg的小滑塊(視為質(zhì)點)在半徑為R0.4 m的 圓弧A端由靜止開始釋放，它運動到B點時速度為v2 m/s.當(dāng)滑塊經(jīng)過B點后立即將圓弧軌道撤去.滑塊在光滑水平面上運動一段距離后，通過換向軌道由C點過渡到傾角為37、長s1 m的斜面CD上，CD之間鋪
17、了一層勻質(zhì)特殊材料，其與滑塊間的動摩擦因數(shù)可在01.5之間調(diào)節(jié).斜面底部D點與光滑水平地面平滑相連，地面上一根輕彈簧一端固定在O點，自然狀態(tài)下另一端恰好在D點.認(rèn)為滑塊通過C 和D前后速度 大小不變，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.取 g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，不計 空氣阻力.,1,2,3,4,圖3,(1)求滑塊對B點的壓力大小以及在AB上克服阻力所做的功；,答案,1,2,3,4,答案20 N2 J,解得F20 N 由牛頓第三定律，滑塊對B點的壓力F20 N,得到W2 J.,(2)若設(shè)置0，求滑塊從C運動到D的時間；,答案,1,2,3,4,解析若設(shè)置0，滑塊在CD間
18、運動，有mgsin ma 加速度agsin 6 m/s2,(3)若最終滑塊停在D點，求的取值范圍.,答案,1,2,3,4,答案0.125 <0.75或1,1,2,3,4,解析最終滑塊停在D點有兩種可能： a.滑塊恰好能從C下滑到D.,b.滑塊在斜面CD和水平地面間多次反復(fù)運動，最終靜止于D點.,得到10.125 當(dāng)滑塊恰好能靜止在斜面上，則有mgsin 2mgcos ，得到20.75 所以，當(dāng)0.125<0.75，滑塊在CD和水平地面間多次反復(fù)運動，最終靜止于D點. 綜上所述，的取值范圍是0.125<0.75或1.,4.(2019屆金華市模擬)某同學(xué)設(shè)計了一款益智類的兒童彈射玩具，模型如圖4所
19、示，AB段是長度連續(xù)可調(diào)的豎直伸縮桿，BCD段是半徑為R的四分之三圓弧彎桿，DE段是長度為2R的水平桿，與AB桿稍稍錯開.豎直桿內(nèi)裝有下端固定且勁度系數(shù)較大的輕質(zhì)彈簧，在彈簧上端放置質(zhì)量為m的小球.每次將彈簧的長度壓縮至P點后鎖定，設(shè)PB的高度差為h；解除鎖定后彈簧可將小球彈出.在彈射器的右側(cè)裝有可左右移動的寬為2R的盒子用于接收小球，盒子的左端最高點Q和P點,等高，且與E的水平距離為x，已知彈簧鎖定時的彈性勢能Ep9mgR，小球與水平桿的動摩擦因數(shù)0.5，與其他部分的摩擦不計，不計小球受到的空氣阻力及解除鎖定時的彈性勢能損失，不考慮伸縮豎直桿粗細(xì)變化對小球的影響且桿的粗細(xì)遠(yuǎn)小于圓的半徑，重力
20、加速度為g.求：,1,2,3,4,圖4,(1)當(dāng)h3R時，小球到達(dá)彎桿的最高點C處時的速度大小vC；,1,2,3,4,答案,解析小球從P點運動至C點的過程中，機械能守恒，,(2)在(1)問中小球運動到最高點C時對彎桿作用力的大??；,1,2,3,4,答案,解析設(shè)小球在C點時受到彎桿的作用力向下，大小為F，,答案9mg,根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)潡U的作用力大小為9mg.,(3)若h連續(xù)可調(diào)，要使該小球能掉入盒中，求x的最大值.,返回,答案,1,2,3,4,答案8R,返回,1,2,3,4,解析從P到E的過程中，由能量守恒得,要使小球落入盒中且x取最大值的臨界情況是正好從Q點掉入盒中，由E到Q做平拋運動得,故當(dāng)h5R時，有xmax8R. 判斷：該情況小球能通過最高點C，結(jié)果成立.,
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