第六章第33课时专题强化动力学和能量观点的综合应用课件-高考物理一轮复习

第六章机械能守恒定律第33课时专题强化：动力学和能量观点的综合应用目标要求1.会用功能关系解决传送带模型综合问题。2.会利用动力学和能量观点分析多运动组合问题。课时精练内容索引考点一传送带模型综合问题考点二用动力学和能量观点分析多运动组合问题传送带问题的分析方法(1)动力学角度：首先要正确分析物体的运动过程，做好受力分析，然后利用运动学公式结合牛顿第二定律求物体及传送带在相应时间内的位移，找出物体和传送带之间的位移关系。(2)能量角度：求传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量、因放上物体而使电动机多消耗的电能等，常依据功能关系或能量守恒定律求解。(3)注意：当物体与传送带速度相同时，摩擦力往往发生突变。传送带模型综合问题考点一(4)传送带问题涉及的功能关系①传送带克服摩擦力做的功：W=Ffx传。②系统产生的内能：Q=Ffx相对。③功能关系分析：W=ΔEk+ΔEp+Q。

(多选)在工厂中，经常用传送带传送货物。如图所示，质量m=10kg的货物(可视为质点)从高h=0.2m的轨道上P点由静止开始下滑，货物和轨道之间的阻力可忽略不计，货物滑到水平传送带上的A点，货物在轨道和传送带连接处能量损失不计，货物和传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，传送带AB两点之间的距离L=5m，传送带一直以v=4m/s的速度顺时针匀速运动，重力加速度g取10m/s2。装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轴处的摩擦。货物从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的有A.摩擦力对货物做功为50JB.货物从A运动到B用时1.5sC.由于摩擦而产生的热量为20JD.由于运送货物，带动传送带转动的电动机多消耗的电能为60J例1√√

例2答案10m/s

(2)若在物体滑入传送带运动了0.5s时，传送带突然停止转动，物体在传送带上滑动过程中，因与传送带间摩擦而产生的热量。答案37.5J0.5

s内物体相对传送带运动的位移Δx1=vt1-x1=1.25

m传送带停止后，物体受到沿斜面向上的滑动摩擦力Ff=μmgcos

θ=mgsin

θ物体匀速下滑，物体相对传送带运动的位移Δx2=L-x1=6.25

m则物体与传送带间因摩擦产生的热量Q=μmg(Δx1+Δx2)cos

θ解得Q=37.5

J。返回用动力学和能量观点分析多运动组合问题考点二

(2023·江苏卷·15)如图所示，滑雪道AB由坡道和水平道组成，且平滑连接，坡道倾角均为45°。平台BC与缓冲坡CD相连。若滑雪者从P点由静止开始下滑，恰好到达B点。滑雪者现从A点由静止开始下滑，从B点飞出。已知A、P间的距离为d，滑雪者与滑道间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，不计空气阻力。(1)求滑雪者运动到P点的时间t；例3

(2)求滑雪者从B点飞出的速度大小vB；

(3)若滑雪者能着陆在缓冲坡CD上，求平台BC的最大长度L。

某科技小组参加了过山车游戏项目研究，如图甲所示，为了研究其中的物理规律，小组成员设计出如图乙所示的装置。P为弹性发射装置，AB为倾角θ=37°的倾斜轨道，BC为水平轨道，CDC'为竖直圆轨道，C'E为足够长的曲面轨道，各段轨道均平滑连接。以A点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向建立平面直角坐标系。已知滑块质量为m，圆轨道半径R=1m，BC长为3m，滑块与AB、BC段的动摩擦因数均为μ=0.25，其余各段轨道均光滑。现滑块从弹射装置P水平弹出的速度为4m/s，且恰好从A点沿AB方向进入轨道，滑块可视为质点。重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。例4(1)求滑块从弹射装置P弹出时的坐标值；答案(1.2m，0.45m)

(2)若滑块恰好能通过D点，求轨道AB的长度xAB；答案5m

(3)若滑块第一次能进入圆轨道且不脱轨，求轨道AB的长度xAB的取值范围；答案

xAB≥5m或xAB≤1.25m

(4)若轨道AB的长度为3.5m，试判断滑块在圆轨道是否脱轨；若发生脱轨，计算脱轨的位置。答案

见解析

返回课时精练对一对答案123题号12答案(1)5m/s

(2)1.8m

(3)9J(1)156J

(2)6.125m

(3)49N题号3答案(1)4.8m

(2)小滑块能滑上圆弧轨道

14.5N

小滑块最终落在木板上1.如图所示，光滑斜面AB与水平传送带BC平滑连接，BC长L=4.5m，与物块间的动摩擦因数μ=0.3，传送带顺时针转动的速度v=3m/s。设质量m=2kg的物块由静止开始从A点下滑，经过C点后水平抛出，恰好沿圆弧切线从D点进入竖直光滑圆弧轨道DOE，DE连线水平。已知圆弧半径123答案R=2.0m，对应圆心角θ=106°，物块运动到O点时对轨道的压力为61N。g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：(1)物块运动到D点的速度大小vD123答案答案5m/s

(2)物块下落的最大高度H；123答案答案1.8m

123答案

(3)第(2)问中，物块与传送带间产生的热量Q。123答案答案9J根据运动学知识可知vC=vB-at解得t=1

s所以相对位移Δx=(4.5-3)m=1.5

m产生的热量Q=μmgΔx=9

J2.如图所示，AB为倾角θ=37°的斜面轨道，轨道的AC部分光滑，CB部分粗糙。BP为圆心角等于143°，半径R=1m的竖直光滑圆弧形轨道，两轨道相切于B点，P、O两点在同一竖直线上，轻弹簧一端固定在A点，另一自由端在斜面上C点处，现有一质量m=2kg的物块在外力作用下将123答案弹簧缓慢压缩到D点后(不拴接)释放，物块经过C点后，从C点运动到B点过程中的位移与时间的关系为x=12t-4t2(式中x单位是m，t单位是s)，假设物块第一次经过B点后恰能到达P点(sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2)，试求：(1)若CD=1m，物块从D点运动到C点的过程中，弹簧对物块所做的功；123答案答案156J

(2)B、C两点间的距离x；123答案答案6.125m

(3)若BC部分光滑，把物块仍然压缩到D点释放，求物块运动到P点时受到轨道的压力大小。123答案答案49N

3.如图，水平桌面CD右侧竖直固定一个半径为R=1.6m的光滑半圆弧轨道EFG，直径EG与桌面垂直，水平桌面左侧固定一个倾角为α=37°、长度为l=5R的光滑直轨道AB，质量M=0.2kg、长度L=11m的木板置于桌面上并紧靠倾斜直轨道，且木板上表面与B、E两点高度相同；倾斜直轨道与圆弧轨道在同一竖直平面内。一个质量m=0.2kg、可视为质点的小滑块，从P点水平抛出，初速度大小为v0=8m/s，恰好在A点沿切线进入倾斜轨道，离开倾斜轨道后滑上木板，经过倾斜轨道与木板连接处能量损失不计。已知滑块与木板间的动摩擦因数123答案μ1=0.4，木板与桌面间的动摩擦因数μ2=0.1，sCD=12m；木板如果与挡板ED碰撞将以原速率反弹；重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：(1)P、A两点间的水平距离；123答案答案4.8