考点27 动力学和能量观点的综合应用-备战2024年高考物理一轮复习考点帮（全国通用）

考点27 动力学和能量观点的综合应用 （核心考点精讲精练） 1. 5年真题考点分布 动力学和能量观点的综合应用 2023·海南卷·T18 2023·全国乙卷·T21 2023·浙江卷1月·T20 2023·湖北卷·T14 2022·全国甲卷·T14 2022·广东卷·T13 2022·江苏卷·T10 2022·河北卷·T9 2021·江苏卷·T14 2021·湖南卷·T14 2. 命题规律及备考策略 【命题规律】近几年高考主要考查： 力的观点和能量观点的综合应用，解决传送带、滑块—木板模型综合问题和多运动组合问题 【备考策略】 1.会用功能关系解决传送带、滑块—木板模型综合问题. 2.会利用动力学和能量观点分析多运动组合问题． 【命题预测】 力的观点和能量观点的综合应用，可能多次出现，如果是计算题出现则一般难度较大。 考向1 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.传送带模型中的功和能量 （1）摩擦产生的内能：Q＝Ffx相对。 （2）功能关系分析：W＝ΔEk＋ΔEp＋Q，其中W为传送带做的功，ΔEk为传送物体增加的动能、ΔEp为传送物体增加的势能。 （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时速度大小vF和所受支持力大小FN； （2）若滑块a碰后返回到B点时速度，求滑块a、b碰撞过程中损失的机械能； （3）若滑块a碰到滑块b立即被粘住，求碰撞后弹簧最大长度与最小长度之差。 （2023·全国·校联考模拟预测）弯曲轨道与水平地面平滑连接，右侧有一与地面等高的传送带，传送带始终以速度顺时针匀速转动，如图甲所示。将一滑块从轨道上高处无初速释放，当时，滑块离开传送带时的速度不变，当滑块从其他高度释放后，离开传送带时的速度大小与高度的图像为如图乙所示的曲线。已知滑块与传送带间的动摩擦因数，弯曲轨道与水平地面均光滑，取重力加速度大小，求： （1）传送带的传送速度； （2）传送带的长度。 考向2 滑块—木板模型 1．模型分类：滑块—木板模型根据情况可以分成水平面上的滑块—木板模型和斜面上的滑块—木板模型。 2．动力学分析：分别对滑块和木板进行受力分析，根据牛顿第二定律求出各自的加速度；从放上滑块到二者速度相等，所用时间相等，由t＝＝可求出共同速度v和所用时间t，然后由位移公式可分别求出二者的位移。 3．功和能分析：对滑块和木板分别运用动能定理，或者对系统运用能量守恒定律。如图所示，要注意区分三个位移： (1)求摩擦力对滑块做功时用滑块对地的位移x滑； (2)求摩擦力对木板做功时用木板对地的位移x板； (3)求摩擦生热时用相对滑动的位移x相。 （多选）（2023·全国·统考高考真题）如图，一质量为M、长为l的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度v0开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为f，当物块从木板右端离开时（   ） A．木板的动能一定等于fl B．木板的动能一定小于fl C．物块的动能一定大于 D．物块的动能一定小于 （2023·广东广州·华南师大附中校考三模）某户外大型闯关游戏“渡河”环节中，小丁从高为的固定光滑水上滑梯滑下，小欧坐在气垫船一侧固定位置上操控气垫船，在滑梯底部等候小丁。气垫船与滑梯底部相切靠在一起，如图所示。小丁滑上气垫船的同时，小欧立即启动引擎，在恒定的牵引力F作用下驾驶气垫船沿着直线运动。假设船不会侧翻，小丁和小欧不会相撞，小丁与气垫船之间的动摩擦因数，水对气垫船的阻力f恒为484N，小丁的质量，气垫船与小欧的总质量，汽垫船长度，忽略其他阻力以及小丁滑到滑梯底端的能量损失，同时将小丁视为质点，重力加速度取，求： （1）小丁刚滑上气垫船时的速度； （2）为保证小丁不会滑离气垫船，牵引力F应满足的条件？ 考向3 多运动组合问题 1．