6.5+专题提升：动力学和能量观点的综合应用+课件+-2027届高考物理一轮复习

第30课时专题提升:动力学和能量观点的综合应用考点一传送带模型1.传送带模型的解题角度(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。2.常用功能关系(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。考向1

平面传送带问题典例1

如图所示,水平传送带AB长l=5m,以10m/s的速度顺时针传输。质量m=1kg的滑块可以视为质点。放在与AB等高的平台BC上,距离B点为L=4m。滑块在B点右侧始终受到水平向左的恒定外力F=6N。已知滑块和AB、BC间的动摩擦因数分别为μ1=0.20、μ2=0.40。(1)滑块第一次运动到B点时的动能Ek0;(2)滑块第一次从B点滑上传送带到再次返回B处所用的时间t;(3)滑块运动全过程中在BC上因摩擦产生的总热量。

考向2

斜面传送带问题典例2

如图,一长为L=6m的倾斜传送带在电动机带动下以速度v=4m/s沿顺时针方向匀速转动,传送带与水平方向的夹角θ=37°,质量m1=4kg的小物块A和质量m2=2kg的小物块B由跨过定滑轮的轻绳连接,A与定滑轮间的绳子与传送带平行,不可伸长的轻绳足够长。某时刻将物块A轻轻放在传送带底端,已知物块A与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,不计滑轮的质量与摩擦,在A运动到传送带顶端前物块B都没有落地。取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s2。求:(1)物块B刚下降时的加速度a;(2)物块A从底端到达顶端所需的时间t;(3)物块A从底端到达顶端时,电动机多做的功W。答案

(1)2m/s2

(2)2.5s

(3)136J考点二“滑块—木板”模型

3.“滑块—木板”模型的思维模板

考向1

水平面上的“滑块—木板”问题典例3

如图甲所示,质量为m的长木板静止在光滑的水平面上,质量为m的小铅块以水平速度v0滑上木板的左端,恰好能滑至木板右端与木板相对静止。如图乙所示,将木板分成质量分别为m1、m2的1、2两部分,小铅块的初速度不变,小铅块与木板间的动摩擦因数为μ。则(

)A.当m1=m2时,小铅块在木板1上滑行时,两板间的作用力为μmgB.当m1=m2时,小铅块能滑到木板2的最右端且刚好与木板相对静止C.当m1>m2时,小铅块可能滑到木板2的最右端且刚好与木板相对静止D.小铅块在木板上滑行的整个过程中,图甲情境中产生的内能一定比图乙的大D

小铅块和木板图像所围的面积表示小铅块在木板上滑动的距离,第二次的面积小,表示小铅块没有滑动到木板2的右端,B、C错误;设小铅块相对于木板滑动的距离为Δx,产生的内能分别为Q1=μmg·Δx1,Q2=μmg·Δx2,根据图像Δx1>Δx2,所以Q1>Q2,铅块在木板上滑行的整个过程中,图甲情境中产生的内能一定比图乙的大,D正确。对点演练1

如图所示,一个长为L,质量为M的木板,静止在光滑水平面上,一个质量为m的物块(可视为质点),以水平初速度v0,从木板的左端滑向另一端,设物块与木板间的动摩擦因数为μ,当物块与木板相对静止时,物块仍在长木板上,物块相对木板的位移为d,木板相对地面的位移为s,重力加速度为g。则在此过程中(

)A.摩擦力对物块做功为-μmgd B.摩擦力对木板做功为μmgsC.木板动能的增量为μmgd D.由于摩擦而产生的热量为μmgsB解析

摩擦力对物块做功为W1=-μmg(s+d),A错误;摩擦力对木板做功为W2=μmgs,B正确;根据动能定理,木板动能的增量为ΔEk=μmgs,C错误;由于摩擦而产生的热量为Q=μmgd,D错误。

答案

(1)aA=2.5m/s2

aB=12.5m/s2(2)0.375m(3)1.8m解析

(1)敲击B后的瞬间,A受到向上的滑动摩擦力,对A由牛顿第二定律得μmAgcos

30°-mAgsin

30°=mAaA,解得aA=2.5

m/s2,对B由牛顿第二定律得μmAgcos

30°+mBgsin

30°=mBaB,解得aB=12.5

m/s2;

对点演练2

如图所示,足够长的木板A置