考点25 动力学和能量观点的综合应用（核心考点精讲精练）-备战2024年高考物理一轮复习考点帮（新高考专用）

考点25 动力学和能量观点的综合应用 1. 3年真题考点分布 题型 选择题、解答题 高考考点 应用动力学和能量观点分析多过程问题；应用动力学和能量观点分析传送带模型；应用动力学和能量观点分析滑块——木板模型 新高考 2023 全国乙卷8题、全国乙卷25题、湖北卷24题、浙江卷23题、 2022 江苏卷8题、福建卷11题、河北卷13题、浙江卷20题、山东卷18题、全国甲卷19题、 2021 福建1题、浙江春招3题、浙江2题、海南卷17题、湖南卷14题 2. 命题规律及备考策略 【命题规律】近3年新高考卷对于运动的描述考查共计15次，主要考查： 1.应用动力学和能量观点分析物体的多过程问题； 2. 应用动力学和能量观点分析传送带模型； 3. 应用动力学和能量观点分析滑块——木板模型； 【备考策略】掌握从动力学观点和能量观点两种不同的解题思路处理物理过程；掌握传送带模型和滑块木板模型的解题技巧和方法； 【命题预测】本节内容常与平抛运动（或类平抛）和圆周运动结合在一起，出现在传送带和板块模型中，从动力学观点或能量观点两种解题思路进行考察，对整个物体的运动过程要求较高，题型难度偏大，全国各省的高考试题有50%的概率出现，2024年考生想要获得高分，本节内容是必须要素质过硬的。 考法一 应用动力学和能量观点分析多过程问题 1．多运动组合问题主要是指直线运动、平抛运动和竖直面内圆周运动的组合问题． 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． 【典例】（2021·全国·高考真题）如图，一倾角为的光滑斜面上有50个减速带（图中未完全画出），相邻减速带间的距离均为d，减速带的宽度远小于d；一质量为m的无动力小车（可视为质点）从距第一个减速带L处由静止释放。已知小车通过减速带损失的机械能与到达减速带时的速度有关。观察发现，小车通过第30个减速带后，在相邻减速带间的平均速度均相同。小车通过第50个减速带后立刻进入与斜面光滑连接的水平地面，继续滑行距离s后停下。已知小车与地面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g。 （1）求小车通过第30个减速带后，经过每一个减速带时损失的机械能； （2）求小车通过前30个减速带的过程中在每一个减速带上平均损失的机械能； （3）若小车在前30个减速带上平均每一个损失的机械能大于之后每一个减速带上损失的机械能，则L应满足什么条件？ （2023·湖南·统考模拟预测）如图所示，一倾角θ=30°的斜面固定在地面上，斜面的长度L=5m，某时刻，小物块A从斜面顶端由静止释放，与静止在斜面中点的小物块B发生多次碰撞，小物块A、B之间的碰撞时间极短且为弹性碰撞，已知小物块A、B的质量分别为m1=1kg、m2=4kg，小物块A与斜面间无摩擦，小物块B与斜面间的动摩擦因数，重力加速度g=10m/s2。 （1）求小物块A经过多长时间与小物块B发生第一次碰撞及小物块A、B第一次碰撞后瞬间的速度大小； （2）求小物块第一次碰撞后经过多长时间发生第二次碰撞； （3）若仅从能量角度考虑，小物块B最终能否静止在斜面底端。 考法二 应用动力学和能量观点分析传送带模型问题 1. 模型分类：水平传送带问题和倾斜传送带问题． 2. 处理方法：求解的关键在于认真分析物体与传送带的相对运动情况，从而确定其是否受到滑动摩擦力作用．如果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向，然后根据物体的受力情况确定物体的运动情况．当物体速度与传送带速度相等时，物体所受的摩擦力有可能发生突变． 3. 解题模板 4．功能关系 （1）功能关系分析：WF＝ΔEk＋ΔEp＋Q. （2）对WF和Q的理解： ①传送带的功：WF＝Fx传； ②产生的内能Q＝Ffx相对． 【典例】（2023·浙江·统考高考真题）为了探究物体间碰撞特性，设计了如图所示的实验装置。水平直轨道AB、CD和水平传送带平滑无缝连接，两半径均为的四分之一圆周组成的竖直细圆弧管道DEF与轨道CD和足够长的水平直轨道FG平滑相切连接。质量为3m的滑块b与质量为2m的滑块c用劲度系数的轻质弹簧连接，静置于轨道FG上。现有质量的滑块a以初速度从D处进入，经DEF管道后，与FG上的滑块b碰撞（时间极短）。已知传送带长，以的速率顺时针转动，滑块a与传送带间的动摩擦因数，其它摩擦和阻力均不计，各滑块均可视为质点，弹簧的弹性势能（x为形变量）。 （1）求滑块a到达圆弧管道DEF最低点F时