内容正文:
专题六 动力学和能量观点
的综合应用
二 轮 专 题 复 习
命题点1
1
命题点2
2
内容
索引
命题点1
PART
01
第一部分
命题点1 动力学和能量观点的应用
近3年7卷7考
1.运动模型
多运动过程通常包括匀变速直线运动、平抛运动、圆周运动或者一般的曲线运动。在实际问题中通常是两种或者多种运动的组合。
2.规律方法
运动学的基本规律、牛顿运动定律、圆周运动的知识和动能定理。
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3.分析技巧
(1)如果涉及加速度、时间和受力的分析和计算,一般应用动力学方法解决;如果只涉及位移、功和能量的转化,通常采用动能定理分析。
(2)多个运动过程的组合实际上是多种物理规律和方法的综合应用,分析这种问题时应先独立分析各个运动过程,而不同过程往往通过连接点的速度建立联系,有时对整个过程应用能量的观点解决问题会更简单。
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二 轮 专 题 复 习
(2024·江苏卷,T15)如图所示,粗糙斜面与物块间的动摩擦因数为μ,倾角为θ,斜面长为L。一个质量为m的物块,在电动机作用下,从 A点由静止加速至 B点时达到最大速度v,之后做匀速运动至C点,关闭电动机,从 C点又恰好到达最高点D。求:
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(1)CD段长x;
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(2)BC段电动机的输出功率P;
[解析] 物块在BC段匀速运动,得电动机的牵引力F=mg sin θ+μmg cos θ
由P=Fv得P=mgv(sin θ+μcos θ)。
[答案] mgv(sin θ+μcos θ)
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(3)全过程物块增加的机械能E1和电动机消耗的总电能 E2的比值。
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命题视角:题目以“电动机牵引物体在斜面上的运动”为命题情境,主要考查了牛顿第二定律的应用、功率的概念、能量转化和守恒定律的应用等知识。
方法技巧:根据运动情景把物体的运动分成多个运动过程,分析每个过程的运动特点,根据求解问题选择相应物理规律。
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(1)小物块到达第一个圆轨道最高点时,小物块对轨道压力的大小;
[答案] 0.5mg
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(2)小物块从第二个圆轨道脱离时的速度大小。
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(1)小球与水平轨道AB间的动摩擦因数μ;
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(2)弹簧锁定时具有的弹性势能Ep;
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(3)小球通过最高点D后落到挡板上时具有的动能Ek。
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命题点2
PART
02
第二部分
命题点2 传送带模型和板块模型
近3年1卷1考
1.动力学分析
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2.功能关系分析
(1)做功分析:根据各种力做功的不同特点,分析各种力在不同的运动过程中的做功情况。
(2)功能关系分析:运用动能定理、机械能守恒定律或能量守恒定律进行分析,选择合适的规律求解。
3.相对位移
一对相互作用的滑动摩擦力做功所产生的热量Q=Fx相对,其中x相对是物体间相对路径长度,如果两物体同向运动,x相对为两物体对地位移大小之差;如果两物体反向运动,x相对为两物体对地位移大小之和。
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考向1 传送带模型
(多选)(2024·天津河西区期末) 如图所示,质量m=1 kg的物体从高h=0.2 m的光滑轨道上P点由静止开始下滑,滑到水平传送带上的A点,物体和传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,传送带AB之间的距离L=5 m,传送带一直以v=4 m/s的速度顺时针匀速运动,g取10 m/s2,则( )
A.物体从A运动到B的时间是1.5 s
B.物体从A运动到B的过程中,摩擦力对物体做功为2 J
C.物体从A运动到B的过程中,产生的热量为2 J
D.物体从A运动到B的过程中,带动传送带转动的电动机多做的功为10 J
√
√
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在t1时间内,传送带做匀速运动的位移x皮带=vt1=4 m,故产生热量Q=μmgΔx=μmg(x皮带-x1),代入数据得Q=2 J,故C正确;
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考向2 板块模型
(2024·重庆市第二次调研)如图,在光滑水平面上静置一长木板,在距木板右侧L0处固定一半径为R的四分之一光滑圆弧曲面CD,且最低点C与木板上表面等高。现使一质量为m的物块以Ek=4mgR的初动能从木板左侧滑上木板并向右运动,当木板撞上圆弧面时,物块恰好滑上弧面C点,且对C点的压力大小为5mg。已知物块与木板间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,不计空气阻力,求:
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(1)物块在木板上滑动过程中产生的内能;
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[答案] 2mgR-μmgL0
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(2)物块到达D点时的速度大小。
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[答案]
[答案] mgR
[答案] (2-1)mgR
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