[高三理化生]解决动力学问题的两大途径.doc

力学部分方法总结一、解决动力学问题的两大观点1力的观点：运动学公式与牛顿第二定律。主要用于解决涉及时间及加速度的动力学问题例1（2010山东高考节选）静止在CD上的小车在的水平恒力作用下启动，运动一段时间后撤去力F。当小车在CD上运动了时速度，已知小车质量，与CD间的动摩擦因数。（取）求恒力F的作用时间及小车的最大速度2功能观点：动能定理与能量守恒。主要用于解决涉及速度的问题，即主要进行速度链接，对于解决多过程问题更加方便例2（2008山东高考）某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道，其中“2008”，四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，固定在竖直平面内（所有数字均由圆或半圆组成，圆半径比细管的内径大得多），底端与水平地面相切。弹射装置将一个小物体（可视为质点）以v=5m/s的水平初速度由a点弹出，从b 点进入轨道，依次经过“8002 ”后从p 点水平抛出。小物体与地面ab段间的动摩擦因数=0.3 ，不计其它机械能损失。已知ab段长L=1 . 5m，数字“0”的半径R=0.2m，小物体质量m=0 .0lkg ，g=10m/s2 。求：小物体到bapva达P点时的速度？二、三大物理模型解法总结1直线运动：两大观点结合应用 涉及时间、加速度时，一般使用力的观点求解；涉及速度时一般使用能量观点求解2平抛物体的运动：涉及啥，分解啥，分解啥就列啥的方程，别忘了角的方程例3如图所示，以9.8m/s的水平初速度v0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为30的斜面上，可知物体完成这段飞行的时间是（ ）53o37oABA、s B、sC、s D、2s例4如图所示，两斜面的倾角分别为37o和53o，在顶点把两个小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上，若不计空气阻力，则A、B两小球运动时间之比为 。3圆周运动： 匀速圆周运动：根据向心力来源求出向心力；根据几何知识求出半径；列向心力方程L1 L2 300图4-2-14例5如图4-2-14所示，已知水平杆长L1=0.1米，绳长L2=0.2米，小球m的质量m=0.3千克，整个装置可绕竖直轴转动，当该装置以某一角速度转动时，绳子与竖直方向成30角g取10m/s2，求：（1）试求该装置转动的角速度；（2）此时绳的张力是多大？ 非匀速圆周运动：两点一过程，注意临界条件的使用例6是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图，光滑斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接，圆形轨道半径为R。一个质量为m的小车（可视为质点）从距地面h高处的A点由静止释放沿斜面滑下。已知重力加速度为g。 （1）求当小车进入圆形轨道第一次经过B点时对轨道的压力； （2）假设小车恰能通过最高点C完成圆周运动，求小车从B点运动到C克服摩擦阻力做的功。三、两大综合问题力学综合：（以能量观点解题为主），电学综合：（以力的观点解题为主）都是三大物理模型的组合。力学综合计算（1）、单物体多过程（竖直面内）：平抛运动、圆周运动、直线运动各运动之间通过衔接点连接处理方法：（将运动进行拆分）确定研究对象，进行受力分析、运动分析，分析好可能的临界点，确定每一个子过程及其特点，特别注意隐藏的子过程，由实际问题抽象出相应的物理模型。画出运动示意图（圆周某位置的受力图、平抛的分解图），并在图中标注重要的物理量针对每一个子过程应用运动学规律、牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒列出有效方程，合理选择过程性方程和瞬时性方程（能全过程的不分过程列方程）分析好衔接点的速度、加速度确定各段的时间关系、几何关系等，列出辅助性方程联立方程组求解，说明，或讨论验证（2）、简单多物体多过程（子弹打木块模型、传送带）注意各个物体运动之间的联系（时间、位移、速度等）总结：建模作图拆解选择恰当的规律列出相应的物理方程该类问题主要考查利用功能观点解决问题。1根据物体运动性质将运动进行拆分（详细拆分），把综合问题化为简单问题求解，若需求速度时，一般用动能定理进行速度链接。2若存在多物体的运动时，须分别进行研究，最后找出物体间的关系（速度、位移、时间）高考再现1、（2008山东）某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道，其中“2008”四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，固定在竖直平面内（所有数字均由圆或半圆组成，圆半径比细管的内径大得多），底端与水平地面相切弹射装置将一个小物体（可视为质点）以va5 m/s的水平初速度由a点弹出，从b点进入轨道，依次经过“8002”后从p点水平抛出小物体与地面ab段间的动摩擦因数0.3，不计其它机械能损失已知ab段长L1. 5 m，数字“0”的半径R0.2 m，小物体质量m0.01 kg，g10 m/s2求：小物体从p点抛出后的水平射程小物体经过数字“0”的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向bapva2.（09山东24）如图所示，某货场而将质量为m1=100 kg的货物（可视为质点）从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道，使货物中轨道顶端无初速滑下，轨道半径R=1.8 m。地面上紧靠轨道次排放两声完全相同的木板A、B，长度均为l=2m，质量均为m2=100 kg，木板上表面与轨道末端相切。货物与木板间的动摩擦因数为1，木板与地面间的动摩擦因数=0.2。（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10 m/s2）（1）求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力。（2）若货物滑上木板4时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求1应满足的条件。（3）若1=0。5，求货物滑到木板A末端时的速度和在木板A上运动的时间。典型习题3(2009山东省淄博模拟) 如图是为了检验某种防护罩承受冲击力的装置，M是半径为R=1.0m的固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平。N为待检验的固定曲面，该曲面在竖直面内的截面为半径的圆弧，圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M轨道的上端点。M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量m=0.01kg的小钢珠，假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M的上端点，水平飞出后落到曲面N的某一点上，取g=10m/s2。求：（1）发射该钢球前，弹簧的弹性势能EP多大？（2）钢珠从M圆弧轨道最高点飞出至落到圆弧N上所用的时间是多少（结果保留两位有效数字）？4(2011潍坊)如图所示，用特定材料制作的细钢轨竖直放置，半圆形轨道光滑，半径分别为R、2R、3R和4R，水平部分长度L=2m，轨道最低点离水平地面高h=lm中心有孔的钢球(孔径略大于细钢轨直径)，套在钢轨端点P处，质量为m=0.5kg，与钢轨水平部分的动摩擦因数为给钢球一初速度取求： (1)钢球运动至第一个半圆形轨道最低点A时对轨道的压力 (2)钢球落地点到抛出点的水平距离5(2011试验)如图所示，用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内，其弯曲部分是由两个半径均为R = 0.2 m 的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径)轨道底端A与水平地面相切，顶端与一个长为l = 0.9 m的水平轨道相切B点一倾角为 = 37的倾斜轨道固定于右侧地面上，其顶点D与水平轨道的高度差为h = 0.45 m，并与其它两个轨道处于同一竖直平面内一质量为m = 0.1 kg 的小物体(可视为质点)在A点被弹射入“S”形轨道内，沿轨道ABC运动，并恰好从D点无碰撞地落到倾斜轨道上小物体与BC段间的动摩擦因数 = 0.5 (不计空气阻力，g取10 m/s2sin37= 0.6，cos37= 0.8) (1)小物体从B点运动到D点所用的时间；(2)小物体运动到B点时对“S”形轨道的作用力大小和方向；(3)小物体在A点获得的动能6（15分）如图所示，O点为圆弧轨道BCD的圆心，圆弧轨道的半径R=1 m，圆弧BC对应的圆心角=53；C点为圆弧轨道的最低点，D点的切线沿竖直方向。在D点的正上方有厚度不计的旋转平台，沿平台的一条直径上开有两个小孔P、Q，两孔离轴心等距离，旋转时两孔均能到达D点的正上方。质量为m=01 kg的小球（可视为质点）在A点以某初速度水平抛出后，恰好无碰撞地沿圆弧切线从B点进人光滑圆弧轨道BCD；经过C点时对轨道的压力FN=13 N，经过D点后恰好无摩擦地穿过小孔 P。不计空气阻力，取重力加速度。试求：（1）小球经过C点时的速度（结果可用根式表示）；（2）小球从A点运动到B点所用的时间（结果可用分数和根式表示）；（3）为了使小球能从小孔Q落下，平台的角速度最小是多少。7如图所示，摩托车做腾跃特技表演，从静止开始沿曲面冲上高0.8m、顶部水平的高台，若摩托车冲上高台的过程中始终以额定功率1.8kW行驶，经过2s到达平台顶部，之后关闭发动机，然后水平离开平台，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑.A、B为圆弧两端点，其连线水平，圆弧所对的圆心角为106.已知圆弧半径为R=10m，人和车的总质量为180kg（人与摩托车可视为质点，忽略空气阻力，取g=10m/s2,sin53=0.8,cos53=0.6）.求：（1）从平台飞出到A点，人和车运动的速度vA大小.（2）摩托车经圆弧最低点C时对轨道的压力.（3）摩托车冲上高台过程中克服阻力（不包括重力）做的功.8如图3217所示，水平传送带长L=4m，始终以v=2m/s的速率运动现将一个小物块从传送带的左端由静止释放，已知物块与传送带间的滑动摩擦力大小等于重力的倍，求物块从左端运动到右端经历的时间？如果使小物块用最短的时间从传送带的左端运动到右端，传送带的速度至少多大？（g取10m/s）9传送带与水平面夹角370，皮带以10m/s的速率运动，皮带轮沿顺时针方向转动，如图所示，今在传送带上端A处无初速地放上一个质量为m=0.5kg的小物块，它与传送带间的动摩擦因数 为0.5，若传送带A到B的长度为16m，g取10m/s2,则物体从A运动到B的时间为多少？37ABA 10如图所示，倾角为30的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以6m/s速度运动，运动方向如图所示。一个质量为2k