专题12 多过程多对象组合问题中的功能关系-2021年高考物理机械能守恒微专题突破

«机械能守恒定律»考点微专题12 多过程多对象组合问题中的功能关系 一 知能掌握 1．应用能量守恒定律解题的基本思路 (1)确定恰当的研究对象（个体、系统） (2)对对象进行受力分析、运动分析、做功分析、能量转换分析，搞清楚有多少形式的能[如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、内能等]在变化．明确各个对象哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少，并且列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式． (3)列出能量守恒关系式：ΔE减＝ΔE增．列出其他的关联方程 (4)求解 2.多过程多对象组合问题 （1）问题的特点： 从运动的性质上来看主要是指直线运动、平抛运动和竖直面内圆周运动的组合问题． 从模型的组合来看，轻绳连接体、轻杆连结体、弹簧连接体、滑块-木板模型组合出现 （2）解题策略 (1)动力学方法观点：牛顿运动定律、运动学基本规律． (2)能量观点：动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律． （3）解题关键 (1)抓住物理情景中出现的运动状态和运动过程，将物理过程分解成几个简单的子过程． (2)两个相邻过程连接点的速度是联系两过程的纽带，也是解题的关键．很多情况下平抛运动的末速度的方向是解题的重要突破口． 二探索提升 题型一 多过程组合问题 【典例1】（2020·福建省泉州市高三单科质检）如图1，在竖直平面内，半径R=0.5m的光滑圆弧轨道ABC与粗糙的足够长斜面CD相切于C点，CD与水平面的夹角θ=37°，B是轨道最低点，其最大承受力Fm=21N，过A点的切线沿竖直方向。现有一质量m=0.1kg的小物块，从A点正上方的P点由静止落下。已知物块与斜面之间的动摩擦因数μ=0.5.取sin37°=0.6.co37°=0.8，g=10m/s2，不计空气阻力。 (1)为保证轨道不会被破坏，求P、A间的最大高度差H及物块能沿斜面上滑的最大距离L； (2)若P、A间的高度差h=3.6m，求系统最终因摩擦所产生的总热量Q。 图1 【答案】(1) 4.5m，4.9m；(2) 4J 【解析】(1)设物块在B点的最大速度为vB，由牛顿第二定律得： 从P到Ｂ，由机械能守恒定律得 解得H=4.5m 物块从B点运动到斜面最高处的过程中，根据动能定理得： -mg[R（1-cos37°）+Lsin37°]-μmgcos37°•L= 解得L=4.9m (3)物块在斜面上，由于mgs