专题三 小专题1 动力学中常考的物理模型—2021届高三物理一轮高考总复习课件(共38张PPT)

小专题1 动力学中常考的物理模型 突破 1 物体在五类光滑斜面上运动时间的比较 第一类：等高斜面(如图 Z1-1 所示). 可知倾角越小，时间越长，图 Z1-1 中 t1＞t2＞t3. 图 Z1-1 由L＝at2，a＝gsin θ，L＝ 可得：t＝ ， 第二类：同底斜面(如图 Z1-2 所示). 图 Z1-2 可见θ＝45°时时间最短，图 Z1-2 中 t1＝t3＞t2. 由L＝at2，a＝gsin θ，L＝ 可得：t＝ ， 第三类：圆周内同顶端的斜面(如图 Z1-3 所示).即在竖直面 内的同一个圆周上，各斜面的顶端都在竖直圆周的最高点，底 第四类：圆周内同底端的斜面(如图 Z1-4 所示).即在竖直面 内的同一个圆周上，各斜面的底端都在竖直圆周的最低点，顶 端都源自该圆周上的不同点.同理可推得：t1＝t2＝t3. 端都落在该圆周上.由2R·sin θ＝·gsin θ·t2，可推得：t1＝t2＝t3. 第五类：双圆周内斜面(如图 Z1-5 所示).即在竖直面内两个 圆，两圆心在同一竖直线上且两圆相切.各斜面过两圆的公共切 点且顶端源自上方圆周上某点，底端落在下方圆周上的相应位 置.可推得 t1＝t2＝t3. 图 Z1-3 图 Z1-4 图 Z1-5 【典题 1】如图 Z1-6 所示，ad、bd、cd 是竖直面内三根固 定的光滑细杆，a、b、c、d 位于同一圆周上，a 点为圆周的最 高点，d 点为圆周的最低点.每根杆上都套着一个小滑环(图中未 画出)，三个滑环 A、B、C 分别从 a、b、c 处由静止开始释放， 用 t1、t2、t3 依次表示滑环 A、B、C 到达 d 点所用的时间，则 ( ) A.t1<t2<t3 B.t1>t2>t3 C.t3>t1>t2 D.t1＝t2＝t3 图 Z1-6 图 Z1-7 答案：D 解析：如图Z1­7所示，滑环在下滑过程中受到重力mg和杆的支持力FN作用.设杆与水平方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律有mgsin θ＝ma，得加速度大小a＝gsin θ.设圆周的直径为D，则滑环沿杆滑到d点的位移大小x＝Dsin θ，x＝at2，解得t＝.可见，滑环滑到d点的时间t与杆的倾角θ无关，即三个滑环滑行到d点所用的时间相等，D正确. 【考点突破 1】如图 Z1-8 所示，有一半圆，其直径水平且 与另一圆的底部相切于 O 点，O 点恰好是下半圆的圆心，它们 处在同一竖直平面内.现有三条光滑轨道 AOB、COD、EOF，它 们的两端分别位于上下两圆的圆周上，轨道与竖直直径的夹角 关系为α>β>θ.现让一小物块先后从三条轨道顶端由静止下滑至 底端，则小物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系 为( ) A.tAB＝tCD＝tEF B.tAB>tCD>tEF C.tAB<tCD<tEF D.tAB＝tCD<tEF 图 Z1-8 解析：如图 D35 所示，过 D 点作 OD 的垂线与竖直虚线交 于 G，以 OG 为直径作圆，可以看出 F 点在辅助圆内，而 B 点 在辅助圆外，由等时圆结论可知，tAB>tCD>tEF，B 项正确. 图 D35 答案：B 突破 2 考向 1 “传送带”模型 水平传送带模型 三种情景 图示 滑块可能的运动情况 情景 1 ①可能一直加速 ②可能先加速后匀速 情景 2 ①v0>v，可能一直减速，也可能先减 速再匀速 ②v0＝v，一直匀速 ③v0<v 时，可能一直加速，也可能先 加速再匀速 (续表) [ 思维拓展] 计算物体与传送带间的相对路程要分两种情 况：①若二者同向，则Δs＝|s传－s物|；②若二者反向，则Δs＝ |s传|+|s物|. 三种情景 图示 滑块可能的运动情况 情景 3 ①传送带较短时，滑块一直减速到达 左端 ②传送带较长时，滑块还要被传送带 传回右端.其中 v0>v 返回时速度为 v， 当 v0<v 返回时速度为 v0 【典题 2】如图 Z1-9 所示为车站使用的水平传送带模型， 其 A、B 两端的距离 L＝8 m，它与水平台面平滑连接.现有一物 块以 v0＝10 m/s 的初速度从 A 端水平地滑上传送带.已知物块与 传送带间的动摩擦因数为μ＝0.6.试求： 图 Z1-9 (1)若传送带保持静止，物块滑到 B 端时的速度大小？ (2)若传送带顺时针匀速转动的速率恒为 12 m/s，则物块到 达 B 端时的速度大小？ (3)若传送带逆时针匀速转动的速率恒为 4 m/s，且物块初速 度变为 v0′＝6 m/s，仍从 A 端滑上传送带，求物块从滑上传送 带到离开传送带的总时间. 解：(1)设物块的加速度大小为 a，由受力分析可知 FN＝mg，Ff＝ma，Ff＝μFN 得 a＝6 m/s2 传送带静止，物块从 A 到 B 做