《（浙江選考）2020版高考物理大一輪復習 第五章 機械能守恒定律 專題強化一 動力學和能量觀點的綜合應用課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（浙江選考）2020版高考物理大一輪復習 第五章 機械能守恒定律 專題強化一 動力學和能量觀點的綜合應用課件.ppt（52頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、,第五章機械能守恒定律,專題強化一動力學和能量觀點的綜合應用,,NEIRONGSUOYIN,內容索引,研透命題點,課時作業(yè),細研考綱和真題 分析突破命題點,限時訓練 練規(guī)范 練速度,,研透命題點,,,1.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. 2.兩個相鄰過程連接點的速度是聯系兩過程的紐帶，也是解題的關鍵.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h12 m，有一直道與兩彎道圓弧相切.質量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進入直道，以P30 kW的恒定功率直線行駛了t8.0 s進入彎道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,解析設在彎道2沿中心線行駛的最大速度為v2,代入數據
3、可得Wf2.1104 J.,(3)汽車從彎道1的A點進入，從同一直徑上的B點駛離，有經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，計算時視汽車為質點).,答案,答案見解析,解析沿如圖所示內切的路線行駛時間最短，,代入數據可得r12.5 m 設汽車沿該路線行駛的最大速度為v,則對應的圓心角為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/s2),圖2,(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小；,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；,答案,答案0.5,解析由E彈d2，可得當彈簧壓縮量為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R0.4 m時，滑塊會脫離螺旋圓形軌道，不能上升到B點； 當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，當大猴發(fā)現小猴將受到傷害時，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,解析設猴子從A點水平跳離時速度的最小值為vmin，根據平拋運動規(guī)律，有,x1vmint ,聯立式，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,由幾何關系 (Lh2)2x22L2 得：L10 m 聯立式并代入數據解得：,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)某校科技節(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后進入光滑的豎直圓軌道BC，恰好能經過圓軌道最高點C，然后經過光滑曲線軌道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.功能關系 (1)功能關系分析：WFEkEpQ. (2)對WF和Q的理解： 傳送帶的功：WFFx傳； 產生的內能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.一個質量為2 kg的物體(可視為質點)，從h3.2 m高處由靜止沿斜面下滑，物體經過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,而摩擦產生的熱量Qmgx相， 聯立得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，設當速度為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， 設物體經時間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，現將m1 kg的小物體(可視為質點)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賽道標準的要求，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計，質量為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，圓弧段內半徑為14.4 m，運動員質量為51 kg，設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點
15、，g取10 m/s2).求：,(1)運動員在圓弧段內側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側賽道騎行時，重力與支持力的合力沿水平方向，充當圓周運動的向心力，由牛頓第二定律：,(2)為在進入彎道前達到(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入圓弧軌道時，因技術失誤進入了最外側軌道，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力),答案,1,2,3,4,答案6 m/s3.3 s,1,2,3,4,解析進入最外側軌道后，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杭州市五校聯考)如圖3所示，質量為m1 kg的小滑塊(視為質點)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.當滑塊經過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、了一層勻質特殊材料，其與滑塊間的動摩擦因數可在01.5之間調節(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)若設置0，求滑塊從C運動到D的時間；,答案,1,2,3,4,解析若設置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運動，最終靜止于D點.,得到10.125 當滑塊恰好能靜止在斜面上，則有mgsin 2mgcos ，得到20.75 所以，當0.125<0.75，滑塊在CD和水平地面間多次反復運動，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)某同學設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.豎直桿內裝有下端固定且勁度系數較大的輕質彈簧，在彈簧上端放置質量為m的小球.每次將彈簧的長度壓縮至P點后鎖定，設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變化對小球的影響且桿的粗細遠小于圓的半徑，重力
20、加速度為g.求：,1,2,3,4,圖4,(1)當h3R時，小球到達彎桿的最高點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小；,1,2,3,4,答案,解析設小球在C點時受到彎桿的作用力向下，大小為F，,答案9mg,根據牛頓第三定律，小球對彎桿的作用力大小為9mg.,(3)若h連續(xù)可調，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h5R時，有xmax8R. 判斷：該情況小球能通過最高點C，結果成立.,
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