第五章 专题强化8 动力学方法和能量观点的综合应用（Word教参）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（单选版 新教材 新高考）

专题强化❽　动力学方法和能量观点的综合应用 1．两大观点 动力学观点 牛顿第二定律：F合＝ma 匀变速直线运动规律：v＝v0＋at，x＝v0t＋at2，v2－v02＝2ax等 能量观点 动能定理：W合＝ΔEk 机械能守恒定律：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2 功能关系：WG＝－ΔEp等 能量守恒定律：E1＝E2 2.选用原则 (1)当物体受到恒力作用做匀变速直线运动(曲线运动某一方向可分解为匀变速直线运动)，涉及时间与运动细节时，一般选用动力学方法解题； (2)当涉及功、能和位移时，一般选用动能定理、机械能守恒定律、功能关系或能量守恒定律解题，题目中出现相对位移(摩擦生热)时，应优先选用能量守恒定律。 热点一 两大观点分析“传送带”模型 【典例1】(2022·东北三省四市模拟)如图所示，传送带的倾角为30°，以2 m/s的速度顺时针运动，将静止的工件由底端P处传送到顶端Q处。已知工件的质量为1．0 kg，P、Q之间的距离为5 m，工件与传送带间的动摩擦因数为μ＝，取g＝10 m/s2，则： (1)摩擦力对工件做的功是多少？ (2)工件与传送带之间因摩擦而产生的内能是多少？ (1) 传送带对滑块的滑动摩擦力和静摩擦力的方向都是向上的； (2)求工件与传送带间因摩擦而产生的内能要用相对位移。 答案：(1)27 J　(2)6 J 解析：(1)工件先做匀加速运动，由牛顿第二定律有 μmg cos θ－mg sin θ＝ma 解得a＝2.5 m/s2 工件做匀加速运动的位移为 x1＝＝ m＝0.8 m 摩擦力对工件做的功为W1＝μmg·x1cos θ 解得W1＝6 J 工件再做匀速运动，位移为 x2＝5 m－x1＝4.2 m 摩擦力对工件做的功为W2＝mg·x2sin θ 解得W2＝21 J 所以摩擦力对工件做的功为 W＝W1＋W2＝27 J。 (2)工件做匀加速运动的时间为t1＝ 解得t1＝0.8 s 在工件匀加速时传送带的位移为 s1＝vt1＝1．6 m 工件与传送带间因摩擦而产生的内能为 Q＝μmg·(s1－x1)cos θ 解得Q＝6 J。 热点二 两大观点分析“板—块”模型 找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口，求解中应注意联系两个过程的纽带，每一个过程的末速度都是下一个过程的初速度。 【典例2】(2022·江苏名校联考)如图所示，一倾角为θ＝37°的足够长斜面体固定在水平地面上，质量为M＝2 kg的长木板B沿着斜面以速度v0＝9 m/s匀速下滑，现把质量为m＝1 kg的铁块A轻轻放在长木板B的左端，铁块最终恰好没有从长木板上滑下。已知A与B之间、B与斜面之间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则下列判断正确的是(　　) A．动摩擦因数μ＝0.5 B．铁块A和长木板B共速后的速度大小为6 m/s C．长木板的长度为2 m D．从铁块放到长木板B上，到铁块和长木板共速的过程中，铁块A和长木板B减少的机械能等于A、B之间摩擦产生的热量 B　解析：开始时长木板B沿着斜面以速度v0＝9 m/s匀速下滑，受力平衡，有Mg sin 37°＝μMg cos 37°，解得μ＝0.75，A错误；铁块A轻轻放到长木板B上时，根据牛顿第二定律，对A分析有μmg cos 37°＋mg sin 37°＝maA，解得aA＝12 m/s2，方向沿斜面向下；对B分析有μ(M＋m)·g cos 37°＋μmg cos 37°－Mg sin 37°＝MaB，解得aB＝6 m/s2，方向沿斜面向上，设铁块A和长木板B相对滑动的时间为t，则v0－aBt＝aAt，解得t＝0.5 s，铁块A和长木板B共速后，速度大小为v共＝aAt＝6 m/s，B正确；铁块A和长木板B共速后，一起沿斜面匀速下滑，则长木板的长度为L＝xB－xA＝t－t＝2.25 m，C错误；由能量守恒定律可知，从铁块放在长木板B上到铁块和长木板共速的过程中，铁块A和长木板B减少的机械能等于A、B之间摩擦产生的热量以及B与斜面之间摩擦产生的热量之和，D错误。 热点三 两大观点分析多过程问题 【典例3】(2022·江苏南京一中检测)如图所示，一小物块(视为质点)从H＝10 m高处，由静止开始沿光滑弯曲轨道AB进入半径R＝2 m的光滑竖直圆环内侧，弯曲轨道AB在B点与圆环轨道平滑相接。之后物块沿CB圆弧滑下，由B点(无机械能损失)进入右侧的粗糙水平面上压缩弹簧。已知物块的质量m＝2 kg，与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，弹簧自然状态下最左端D点与B点距离L＝15 m，g取10 m/s2，求： (1)物块从A滑到B时的速度大小； (2)物块到达圆环顶点C时对轨道的压