年高考物理总复习第五章机械能专题讲座五动力学和能量观点的综合应用教科讲课文档

N+mg=m vD2 R
联立解得 N=3 N, 由牛顿第三定律可得,小球在 D 点对轨道的压力 N′=3 N,方向竖直向上.
答案:(1)6 m/s 4.8 m (2)2.05 s (3)3 N
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反思总结 多过程问题的解题技巧 (1)“合”——初步了解全过程,构建大致的运动图景. (2)“分”——将全过程进行分解,分析每个过程的规律. (3)“合”——找到子过程的联系,寻找解题方法.
(3)A点距过P点的水平地面的高度h.
解析:(3)对 A→P 过程,由动能定理得
mgh-μmgcos 37°× h
R Rcos37 sin 37
=
1 2
m
vP2
代入数据解得 h=45.5 m.
答案:(3)45.5 m
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考点二 应用动力学和能量的观点分析“传送带”问题
1.动力学角度分析 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.
物块从距传送带高h=5 m 的A点由静止开始滑下.已知物块与传送带之间的动摩擦因
数μ=0.5,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)物块距传送带左端C的最小距离; (2)物块再次经过B点后滑上曲面的最大高度; (3)在整个运动过程中,物块与传送带间因摩擦而产生的热量.
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〚核心点拨〛 (1)由运动学公式求出物块向左速度减为零的时间及位移,相对位移等于物块 位移与传送带在这段时间内的位移之和. (2)物块向右运动到B点时,需判断物块是先加速后匀速,还是一直向右加速.
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(2)小球从平台顶端 O 点抛出至落到斜面顶端 A 点,需要时间 t1= 2h =0.8 s, g
小球在 A 点的速度沿斜面向下,速度大小 vA= v0 =10 m/s cos
从
A
点到
B
点由动能定理得
mgH=
1 2
m
vB2
-
1 2
m
v
2 A
解得 vB=20 m/s 小球沿斜面下滑的加速度 a=gsin α=8 m/s2
不计空气阻力,取当地的重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.60,cos 37°=0.80.试求:
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(1)运动员运动到C点时的速度大小vC;
解析:(1)在 D 点,竖直方向上的分速度 vy=gt=10×2 m/s=20 m/s tan 37°= vC ,
vy 代入数据解得 vC=15 m/s.
落到A点时速度方向与斜面平行
不计小球与斜面底端碰撞中的能 量损失 轨道对小球的压力和重力的合力 提供向心力
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解析:(1)小球做平抛运动落至 A 点时,由平抛运动的速度分解图可得 v0= vy
tan 由平抛运动规律得 vy2 =2gh
h=
1 2
g
t12
,x=v0t1
联立解得 v0=6 m/s,x=4.8 m.
年高考物理总复习第五章机械能专题讲座五动力学和能 量观点的综合应用课件教科文档ppt
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核心探究
演练提升
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核心探究
分类探究·各个击破
考点一 直线、平抛、圆周运动组合问题
1.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.
2.传送带问题中的功能关系分析 (1)功能关系分析:W=ΔEk+ΔEp+Q.
(2)对W和Q的理解:①传送带做的功W=Fx传,其中F为传送带的动力,x传为传送带转过的距 离;②产生的内能Q=fΔx.
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【典例2】 (2018·宁夏石嘴山模拟)如图所示,水平传送带长L=12 m,且以v= 5 m/s的恒定速率顺时针转动,光滑轨道与传送带的右端B点平滑连接,有一质量m=2 kg的
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【针对训练】2020年第24届冬季奥林匹克运动会将在北京和张家口举行,花样滑雪是
冬季奥林匹克运动会精彩项目之一,设一个质量M=50 kg的跳台花样滑雪运动员(可看成
质点),从静止开始沿斜面雪道从A点滑下,沿切线从B点进入半径R=15 m的光滑竖直冰 面圆轨道BPC,通过轨道最高点C水平飞出,经t=2 s落到斜面雪道上的D点,其速度方向与 斜面垂直,斜面与水平面的夹角θ=37°,运动员与雪道之间的动摩擦因数μ=0.075,
2.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
抛运动的末速度的页。
【典例1】如图所示,将一质量m=0.1 kg的小球自水平平台顶端O点水平抛出,小球恰好
(1)小球水平抛出的初速度v0及斜面顶端与平台边缘的水平距离x; (2)小球从平台顶端O点抛出至落到斜面底端B点所用的时间; (3)若竖直圆轨道光滑,小球运动到圆轨道最高点D时对轨道的压力.
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〚审题指导〛
题干关键 小球恰好无碰撞落到斜面 顶端A 以不变的速率过B点
圆轨道最高点D
获取信息
无碰撞地落到平台右侧一倾角为α=53°的光滑斜面顶端A并沿斜面下滑,斜面底端B与光
滑水平轨道平滑连接,小球以不变的速率过B点后进入BC部分,再进入竖直圆轨道内侧运动. 已知斜面顶端与平台的高度差 h=3.2 m,斜面高H=15 m,竖直圆轨道半径R=5 m.取sin
53°=0.8,cos 53°=0.6,g=10 m/s2,求:
由 vB=vA+at2,解得 t2=1.25 s, 小球从平台顶端 O 点抛出至落到斜面底端 B 点所用的时间 t=t1+t2=2.05 s.
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(3)水平轨道 BC 及竖直圆轨道均光滑,小球从 B 点到 D 点,由动能定理可得
-2mgR=
1 2
m
vD2
-
1 2
m
vB2
,
在 D 点由牛顿第二定律可得
答案:(1)15 m/s
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(2)运动员在圆轨道最低点P受到轨道支持力的大小N;
解析:(2)对 P→C 过程,由机械能守恒定律可得
1 2
m
vP2
=
1 2
m
vC 2
+mg·2R
在 P 点 N-mg= mvP2 , R
联立代入数据解得 N=3 250 N.
答案:(2)3 250 N
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