秘籍07 动力学和能量观点的综合应用-备战2024年高考物理抢分秘籍（新高考通用)

秘籍07 动力学和能量观点的综合应用 一、功能关系的理解和应用 1.功的正负与能量增减的对应关系 (1)物体动能的增加与减少要看合外力对物体做正功还是做负功。 (2)势能的增加与减少要看对应的作用力(如重力、弹簧弹力、电场力等)做负功还是做正功。 (3)机械能的增加与减少要看重力和弹簧弹力之外的力对物体做正功还是做负功。 2.摩擦力做功的特点 (1)一对静摩擦力所做功的代数和总等于零。 (2)一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值，差值为机械能转化为内能的部分，也就是系统机械能的损失量。 (3)说明：无论是静摩擦力还是滑动摩擦力，都可以对物体做正功，也可以做负功，还可以不做功。 二、能量守恒的理解和应用 1.对能量守恒定律的两点理解 (1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等。 (2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。 2.运用能量守恒定律解题的基本思路 三、动力学和能量观点的三大综合应用 应用动力学和能量观点分析多过程问题 核心策略： (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． 应用动力学和能量观点分析传送带模型问题 核心功能关系 （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． 应用动力学和能量观点分析滑块—木板模型问题 核心思路： 滑块从木板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和木板沿同一方向运动，则滑块的位移和木板的位移之差等于木板的长度；若滑块和木板沿相反方向运动，则滑块的位移和木板的位移之和等于木板的长度． 【题型】应用动力学和能量观点分析多过成问题 【典例1】（2024·贵州毕节·二模）如图，光滑水平面与竖直面内的光滑半圆形导轨在点相切，半圆轨道半径为R，C是半圆形导轨上与圆心等高的点，一个质量为可视为质点的小球将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下小球获得某一向右的速度后脱离弹簧，从点进入半圆形导轨，恰能运动到半圆形导轨的最高点，从点飞出后落在水平轨道上的点（点未画出），重力加速度为，不计空气阻力，则（　　） A．小球过最高点时的速度大小为 B．释放小球时弹簧的弹性势能为 C．小球运动到点时对轨道的压力为2mg D．水平轨道上的落点到点的距离为 【典例2】（2024·天津·一模）如图所示，水平粗糙轨道长为L，竖直面内半径为R的四分之一光滑圆弧轨道与轨道相切于B点，质量为m的物块P以初速度从A点向左运动，与静止于B点质量为的物块Q发生碰撞，碰撞时间极短，碰后两物块粘在一起运动，恰能到达轨道最高点C，已知重力加速度为g，物块P、Q均可视为质点，求： （1）两物块碰后瞬间对轨道B点的压力的大小； （2）物块P与水平轨道间的动摩擦因数； （3）碰撞过程中物块P对物块Q做的功W的大小。 1．（2024·安徽芜湖·二模）如图所示，半径竖直放置的光滑半圆轨道与光滑水平轨道在A点平滑连接，质量为的小物体a（可视为质点）以初速度从C点出发，经A点恰好运动到B点，物体通过最高点B后作平抛运动，恰好落在C点，重力加速度g取，试求： （1）物体的初速度； （2）若物体以初速度从C点出发，在运动过程中，始终受到竖直平面内且与水平方向成角斜向左上方恒力的作用，此时物体恰好对水平轨道无压力，求物体运动过程中离出发点C的最大水平距离（计算结果用分数表示）。 2．如图所示，一轻弹簧原长，其一端固定在倾角为的固定斜面的底端处，另一端位于处，弹簧处于自然伸长状态，斜面长。在间有一上表面与斜面平行且相切的传送带，且长，传送带逆时针转动，转动速度为。传送带上端通过一个光滑直轨道与一个半径为的光滑圆弧轨道相切于点，且端切线水平，均在同一竖直平面内，且在同一竖直线上。质量为的物块P（可视为质点）从点由静止释放，最低到达点（未画出），随后物块P沿轨道被弹回，最高可到达点。已知物块P与传送带间的动摩擦因数为，与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，弹簧始终在弹性限度内。 （1）求间距离及物块P运动到点时弹簧的弹性势能； （2）改变物块P的质量，并将传送带转动方向改为顺时针，转动速度大小不变。将物块P推至点，从静止开始释放，在圆弧轨道的最高点处水平飞出后，恰好落于点，求物块运动到点的速度。 【题型二】 应用动力学和能量观点分析传送带模型问题 【典例1】（2024·四川宜宾·二模）如图甲为皮带输送机简化模型图，皮带输送机倾角，顺时针匀速转动，在输送带下端A点无初速放入货物。货物从下端A点运动到上端B点的过程中，其机械能E与位移s的关系图像（以A位置所在水平面为零势能面）如图乙所示。货物视为质点，质量，重力加速度