动力学和能量观点的综合应用-高考物理复习
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研透核心考点
(2)弹射器获得的最大弹性势能; 解析 弹射器第一次压缩时弹性势能有最大值, 由能量守恒定律可知 mgH-μmgLAC=Ep 解得Ep=8 J。 答案 8 J
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研透核心考点
(3)若H=6 m,改变B点位置,使滑块在整个滑 动过程中不脱离轨道,则BC间距离LBC应满足的 条件。 解析 若滑块恰好到达圆轨道的最高点,有 mg=mvR20 从开始到圆轨道最高点,由动能定理可知 mg(H-2R)-μmgs1=21mv20 解得s1=28.75 m LBC=29LAC-s1=0.25 m 要使滑块不脱离轨道,B、C之间的距离应该满足LBC≥0.25 m。 若滑块刚好达到圆轨道的圆心等高处,此时的速度为零,由动能定理可知
模型三 多运动组合模型
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研透核心考点
模型一 “传送带”模型
1.传送带问题的分析方法 (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。
图6
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研透核心考点
(1)滑块第一次滑至圆轨道最高点时对轨道的压 力大小; 解析 从出发到第一次滑至圆轨道最高点过程, 由动能定理可得 mgH-μmgLAB-mg·2R=12mv2 在圆轨道最高点,由牛顿第二定律可得 mg+F=mvR2 联立解得F=100 N 由牛顿第三定律知,滑块对轨道的压力大小为100 N。 答案 100 N
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研透核心考点
模型三 多运动组合模型
例5 如图6是由弧形轨道、圆轨道、水平直轨道平滑连接而成的力学探究装置。 水平轨道AC末端装有一体积不计的理想弹射器,圆轨道与水平直轨道相交于B 点,且B点位置可改变。现将质量m=2 kg的滑块(可视为质点)从弧形轨道高H =0.6 m处静止释放,且将B点置于AC中点处。已知圆轨道半径R=0.1 m,水平 轨道长LAC=1.0 m,滑块与AC间动摩擦因数μ=0.2,弧形轨道和圆轨道均视为 光滑,不计其他阻力与能量损耗,求:
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研透核心考点
解得
t1=
ggkL,v
共=
gL 2k
木板第一次与挡板碰撞到二者第一次速度相同时
物块的位移 s 块=v212-a2v2共 木板的位移大小 s 板=(-v21)a21-v2共
之后到碰撞挡板前二者无相对滑动,故物块相对于长木板的位移为
Δs=s 块+s 板=Lk。
答案
L k
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研透核心考点
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研透核心考点
2.功能关系分析 (1)传送带克服摩擦力做的功:W=fs传,也是电动机因传送带传送物体而多做 的功。 (2)系统产生的内能:Q=fs相对。 (3)功能关系分析:W=ΔEk+ΔEp+Q。其中ΔEk表示被传送物体动能的增加量, ΔEp表示被传送物体重力势能的增加量。
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研透核心考点
角度 水平传送带模型
图2
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研透核心考点
(1)物体从传送带底端滑出时的速度大小; 解析 当物体沿传送带滑入时,设物体向下运动的加速
度为a1,物体向下加速到v,所用时间为t1, 物体运动位移为s1,有 μmgcos θ+mgsin θ=ma1 v=v0+a1t1 s1=v+2 v0t1 解得a1=10 m/s2,t1=0.5 s,s1=3.75 m 由于s1<L,最大静摩擦力fm=μmgcos 30°=mgsin 30°,则共速后物体将与传 送带一起做匀速直线运动,即物体从传送带底端滑出时的速度大小为10 m/s。
(3)木板的长度l以及整个运动过程中系统因摩擦产生 的热量Q。 解析 从释放到长木板和物块都静止的过程中系统 能量守恒,则 mgLsin θ+mg(L+l)sin θ-kmgl=0 解得 l=2k2-L 1 故系统产生的热量 Q=kmgl=22kkm-g1L。 答案 2L 2kmgL
2k-1 2k-1
货物从A点运动到B点的过程中,下列说法正确的有( BC )
A.摩擦力对货物做功为50 J B.货物从A运动到B用时1.5 s C.由于摩擦而产生的热量为20 J D.运送货物过程中,电动机输出的电能为60 J
图1
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研透核心考点
解析 根据机械能守恒定律有 mgh=12mv20,货物运动至传 送带的速度为 v0=2 m/s,根据牛顿第二定律 μmg=ma, 货物与传送带共速时,有 v0+at1=v,解得 t1=1 s,此 时,货物的位移为 s1=v0+2 vt1=3 m,摩擦力对货物做功 为 W=μmgs1=60 J,A 错误;货物匀速运动时间为 t2=L-v s1=0.5 s,则货物从 A 运动到 B 用时 t=t1+t2=1.5 s,B 正确;货物与传送带的相对位移为 Δs=vt1 -s1=1 m,由于摩擦而产生的热量为 Q=μmgΔs=20 J,C 正确;运送货物过 程中,电动机输出的电能为 E=Q+12m(v2-v20)=80 J,D 错误。
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研透核心考点
(2)从释放到木板第二次与挡板碰撞前瞬间,物块相对 木板的位移大小; 解析 木板第一次与挡板碰撞后,木板的加速度大小 为a1,则mgsin θ+kmg=ma1 解得a1=0.5g+kg,沿斜面向下, 物块的加速度大小为a2,则kmg-mgsin θ=ma2 解得a2=kg-0.5g,沿斜面向上, 规定向下为正方向,木板第一次与挡板碰撞结束时到木板和物块速度相同时, 对木板有v共=-v1+a1t1 对物块有v共=v1-a2t1
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研透核心考点
mg(H-R)-μmgs2=0 解得s2=29.5 m LAB=s2-29LAC=0.5 m 根据滑块运动的周期性可知,应使LBC≥0.5 m,滑块不脱离轨道 综上所述,符合条件的BC长度为0.5 m≤LBC≤1 m。 答案 0.5 m≤LBC≤1 m
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研透核心考点
1.分析思路 (1)受力与运动分析:根据物体的运动过程分析物体的受力情况,以及不同运动 过程中力的变化情况。 (2)做功分析:根据各种力做功的不同特点,分析各种力在不同运动过程中的做 功情况。 (3)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。
动力学和能量观点的综合应用
学习目标
1.会用动力学的观点分析“传送带”和“板块”模型的运 动情况。
2.会用能量观点求解摩擦产生的热量等综合问题。 3.会利用动力学和能量观点分析多运动组合问题。
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CONTENTS
01 研透核心考点 02 提升素养能力
目录
研透核心考点
1
模型一 “传送带”模型
模型二 “滑块—木板”模型
目录
研透核心考点
角度 倾斜面上“滑块—木板”模型
例4 如图5所示,一倾角为θ=30°的足够长光滑斜面
固定在水平面上,斜面下端有一与斜面垂直的固定
挡板,将一质量为m的木板放置在斜面上,木板的
上端有一质量为m的小物块(视为质点),物块和木
图5
板间最大静摩擦力等于滑动摩擦力且大小恒为kmg(0.5<k<1),初始时木板下端
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( BD )
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12mv20-fl
D.物块的动能一定小于12mv20-fl
图3
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研透核心考点
解析 物块和木板的运动示意图和 v-t图像如图所示 根据动能定理可知 对 m 有-fs1=12mv21-21mv20① 对 M 有 fs2=12Mv22② 根据v-t图像与横轴围成的面积S表示物体运动的位移可知s2=S△COF,s1=SABFO 根据位移关系可知l=s1-s2=SABCO>s2=S△COF 因此 fl>fs2=12Mv22,即木板的动能一定小于 fl,A 错误,B 正确; ①②两式相加得-fl=12mv21+12Mv22-12mv20 变形得物块离开木板时的动能21mv21=12mv20-fl-12Mv22<12mv20-fl,C 错误,D 正确。
答案 10 m/s
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研透核心考点
(2)若在物体滑入传送带运动了0.5 s时,传送带突然停止, 物体在传送带上滑动过程中,因与传送带间摩擦而产生 的热量。
解析 0.5 s内物体相对传送带运动的位移Δs1=vt1-s1=1.25 m 传送带停止后,物体受到沿斜面向上的滑动摩擦力f=μmgcos 30°=mgsin 30° 物体匀速下滑,物体相对传送带运动的位移Δs2=L-s1=6.25 m 则物体与传送带间因摩擦产生的热量Q=μmg(Δs1+Δs2)cos θ 解得Q=37.5 J。 答案 37.5 J
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研透核心考点
模型二 “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.位移关系 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 滑块的位移大小和木板的位移大小之差等于木板的长度;若滑块和木板沿相反 方向运动,则滑块的位移大小和木板的位移大小之和等于木板的长度。
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研透核心考点
角度 倾斜传送带模型 例 2 如图 2,传送带以 v=10 m/s 的速度逆时针
转动,一个质量 m=1 kg 的物体从传送带顶端以 v0=5 m/s 的速度沿传送带滑入,若传送带与水 平方向成 θ=30°角,物体与传送带间的动摩擦 因数 μ= 33,传送带底端到顶端长 L=10 m,g 取 10 m/s2,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。 求:
A.上述过程中,F 做功大小为21mv21+12Mv22
B.其他条件不变的情况下,F 越大,滑块到达木板右端所用时间越短
C.其他条件不变的情况下,M 越大,s 越小
D.其他条件不变的情况下,M 越大,滑块与木板间产生的热量越多
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研透核心考点
解析 由功能关系可知拉力 F 做的功除了增加 两物体动能以外还有系统产生的热量,即拉力 F 做的功 WF=ΔEk+fL=12mv21+12Mv22+Q, A 错误;滑块和木板都是做初速度为零的匀加速直线运动,在其他条件不变的 情况下,木板的运动情况不变,滑块和木板的相对位移还是 L,滑块的位移也 没有发生改变,所以拉力 F 越大,滑块的加速度越大,到达木板右端所用时间 就越短,B 正确;由于木板受到的摩擦力不变,当 M 越大时木板的加速度越小, 而滑块的加速度不变,相对位移一样,滑块在木板上运动时间变短,所以木板 在地面上运动的位移变小,C 正确;系统产生的热量等于摩擦力和相对位移乘 积,相对位移没变,m 不变,摩擦力不变,产生的热量不变,D 错误。
例1 (多选)在工厂中,经常用传送带传送货物。如图1所示,质量m=10 kg的货物 (可视为质点)从高h=0.2 m的轨道上P点由静止开始下滑,货物和轨道之间的阻 力可忽略不计,货物滑到水平传送带上的A点,货物在轨道和传送带连接处能 量ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ失不计,货物和传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,传送带AB两点之间的距 离L=5 m,传送带一直以v=4 m/s的速度顺时针匀速运动,取重力加速度g= 10 m/s2。装置由电动机带动,传送带与轮子间无相对滑动,不计轴处的摩擦。
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研透核心考点
(多选)如图4所示,质量为M、长为L的木板置于
光滑的水平地面上,一质量为m的滑块放置在木
板左端,滑块与木板间的滑动摩擦力大小为f,
用水平的恒定拉力F作用于滑块。当滑块运动到 木板右端时,木板在地面上移动的距离为s,滑
图4
块的速度为v1,木板的速度为v2,下列说法中正
确的是( BC )
3.解题关键 找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口,求解中应注意联 系两个过程的纽带:每一个过程的末速度是下一个过程的初速度。
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研透核心考点
角度 水平面上“滑块—木板”模型
例 3 (多选)(2023·全国乙卷)如图 3,一质量为 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
与挡板的距离为L。现由静止同时释放物块和木板,物块和木板沿斜面下滑,
已知木板与挡板碰撞的时间极短,且碰撞后木板的速度大小不变,方向与碰撞
前的速度方向相反,物块恰好未滑离木板,重力加速度为g,求:
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研透核心考点
(1)木板第一次与挡板碰撞前瞬间,物块的速度大小v1; 解析 对物块与木板整体,根据动能定理有 2mgLsin θ=12×2mv21 解得 v1= gL。 答案 gL
研透核心考点
(2)弹射器获得的最大弹性势能; 解析 弹射器第一次压缩时弹性势能有最大值, 由能量守恒定律可知 mgH-μmgLAC=Ep 解得Ep=8 J。 答案 8 J
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研透核心考点
(3)若H=6 m,改变B点位置,使滑块在整个滑 动过程中不脱离轨道,则BC间距离LBC应满足的 条件。 解析 若滑块恰好到达圆轨道的最高点,有 mg=mvR20 从开始到圆轨道最高点,由动能定理可知 mg(H-2R)-μmgs1=21mv20 解得s1=28.75 m LBC=29LAC-s1=0.25 m 要使滑块不脱离轨道,B、C之间的距离应该满足LBC≥0.25 m。 若滑块刚好达到圆轨道的圆心等高处,此时的速度为零,由动能定理可知
模型三 多运动组合模型
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研透核心考点
模型一 “传送带”模型
1.传送带问题的分析方法 (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。
图6
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研透核心考点
(1)滑块第一次滑至圆轨道最高点时对轨道的压 力大小; 解析 从出发到第一次滑至圆轨道最高点过程, 由动能定理可得 mgH-μmgLAB-mg·2R=12mv2 在圆轨道最高点,由牛顿第二定律可得 mg+F=mvR2 联立解得F=100 N 由牛顿第三定律知,滑块对轨道的压力大小为100 N。 答案 100 N
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研透核心考点
模型三 多运动组合模型
例5 如图6是由弧形轨道、圆轨道、水平直轨道平滑连接而成的力学探究装置。 水平轨道AC末端装有一体积不计的理想弹射器,圆轨道与水平直轨道相交于B 点,且B点位置可改变。现将质量m=2 kg的滑块(可视为质点)从弧形轨道高H =0.6 m处静止释放,且将B点置于AC中点处。已知圆轨道半径R=0.1 m,水平 轨道长LAC=1.0 m,滑块与AC间动摩擦因数μ=0.2,弧形轨道和圆轨道均视为 光滑,不计其他阻力与能量损耗,求:
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研透核心考点
解得
t1=
ggkL,v
共=
gL 2k
木板第一次与挡板碰撞到二者第一次速度相同时
物块的位移 s 块=v212-a2v2共 木板的位移大小 s 板=(-v21)a21-v2共
之后到碰撞挡板前二者无相对滑动,故物块相对于长木板的位移为
Δs=s 块+s 板=Lk。
答案
L k
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研透核心考点
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研透核心考点
2.功能关系分析 (1)传送带克服摩擦力做的功:W=fs传,也是电动机因传送带传送物体而多做 的功。 (2)系统产生的内能:Q=fs相对。 (3)功能关系分析:W=ΔEk+ΔEp+Q。其中ΔEk表示被传送物体动能的增加量, ΔEp表示被传送物体重力势能的增加量。
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研透核心考点
角度 水平传送带模型
图2
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研透核心考点
(1)物体从传送带底端滑出时的速度大小; 解析 当物体沿传送带滑入时,设物体向下运动的加速
度为a1,物体向下加速到v,所用时间为t1, 物体运动位移为s1,有 μmgcos θ+mgsin θ=ma1 v=v0+a1t1 s1=v+2 v0t1 解得a1=10 m/s2,t1=0.5 s,s1=3.75 m 由于s1<L,最大静摩擦力fm=μmgcos 30°=mgsin 30°,则共速后物体将与传 送带一起做匀速直线运动,即物体从传送带底端滑出时的速度大小为10 m/s。
(3)木板的长度l以及整个运动过程中系统因摩擦产生 的热量Q。 解析 从释放到长木板和物块都静止的过程中系统 能量守恒,则 mgLsin θ+mg(L+l)sin θ-kmgl=0 解得 l=2k2-L 1 故系统产生的热量 Q=kmgl=22kkm-g1L。 答案 2L 2kmgL
2k-1 2k-1
货物从A点运动到B点的过程中,下列说法正确的有( BC )
A.摩擦力对货物做功为50 J B.货物从A运动到B用时1.5 s C.由于摩擦而产生的热量为20 J D.运送货物过程中,电动机输出的电能为60 J
图1
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研透核心考点
解析 根据机械能守恒定律有 mgh=12mv20,货物运动至传 送带的速度为 v0=2 m/s,根据牛顿第二定律 μmg=ma, 货物与传送带共速时,有 v0+at1=v,解得 t1=1 s,此 时,货物的位移为 s1=v0+2 vt1=3 m,摩擦力对货物做功 为 W=μmgs1=60 J,A 错误;货物匀速运动时间为 t2=L-v s1=0.5 s,则货物从 A 运动到 B 用时 t=t1+t2=1.5 s,B 正确;货物与传送带的相对位移为 Δs=vt1 -s1=1 m,由于摩擦而产生的热量为 Q=μmgΔs=20 J,C 正确;运送货物过 程中,电动机输出的电能为 E=Q+12m(v2-v20)=80 J,D 错误。
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研透核心考点
(2)从释放到木板第二次与挡板碰撞前瞬间,物块相对 木板的位移大小; 解析 木板第一次与挡板碰撞后,木板的加速度大小 为a1,则mgsin θ+kmg=ma1 解得a1=0.5g+kg,沿斜面向下, 物块的加速度大小为a2,则kmg-mgsin θ=ma2 解得a2=kg-0.5g,沿斜面向上, 规定向下为正方向,木板第一次与挡板碰撞结束时到木板和物块速度相同时, 对木板有v共=-v1+a1t1 对物块有v共=v1-a2t1
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研透核心考点
mg(H-R)-μmgs2=0 解得s2=29.5 m LAB=s2-29LAC=0.5 m 根据滑块运动的周期性可知,应使LBC≥0.5 m,滑块不脱离轨道 综上所述,符合条件的BC长度为0.5 m≤LBC≤1 m。 答案 0.5 m≤LBC≤1 m
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研透核心考点
1.分析思路 (1)受力与运动分析:根据物体的运动过程分析物体的受力情况,以及不同运动 过程中力的变化情况。 (2)做功分析:根据各种力做功的不同特点,分析各种力在不同运动过程中的做 功情况。 (3)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。
动力学和能量观点的综合应用
学习目标
1.会用动力学的观点分析“传送带”和“板块”模型的运 动情况。
2.会用能量观点求解摩擦产生的热量等综合问题。 3.会利用动力学和能量观点分析多运动组合问题。
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01 研透核心考点 02 提升素养能力
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研透核心考点
1
模型一 “传送带”模型
模型二 “滑块—木板”模型
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研透核心考点
角度 倾斜面上“滑块—木板”模型
例4 如图5所示,一倾角为θ=30°的足够长光滑斜面
固定在水平面上,斜面下端有一与斜面垂直的固定
挡板,将一质量为m的木板放置在斜面上,木板的
上端有一质量为m的小物块(视为质点),物块和木
图5
板间最大静摩擦力等于滑动摩擦力且大小恒为kmg(0.5<k<1),初始时木板下端
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( BD )
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12mv20-fl
D.物块的动能一定小于12mv20-fl
图3
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研透核心考点
解析 物块和木板的运动示意图和 v-t图像如图所示 根据动能定理可知 对 m 有-fs1=12mv21-21mv20① 对 M 有 fs2=12Mv22② 根据v-t图像与横轴围成的面积S表示物体运动的位移可知s2=S△COF,s1=SABFO 根据位移关系可知l=s1-s2=SABCO>s2=S△COF 因此 fl>fs2=12Mv22,即木板的动能一定小于 fl,A 错误,B 正确; ①②两式相加得-fl=12mv21+12Mv22-12mv20 变形得物块离开木板时的动能21mv21=12mv20-fl-12Mv22<12mv20-fl,C 错误,D 正确。
答案 10 m/s
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研透核心考点
(2)若在物体滑入传送带运动了0.5 s时,传送带突然停止, 物体在传送带上滑动过程中,因与传送带间摩擦而产生 的热量。
解析 0.5 s内物体相对传送带运动的位移Δs1=vt1-s1=1.25 m 传送带停止后,物体受到沿斜面向上的滑动摩擦力f=μmgcos 30°=mgsin 30° 物体匀速下滑,物体相对传送带运动的位移Δs2=L-s1=6.25 m 则物体与传送带间因摩擦产生的热量Q=μmg(Δs1+Δs2)cos θ 解得Q=37.5 J。 答案 37.5 J
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研透核心考点
模型二 “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.位移关系 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 滑块的位移大小和木板的位移大小之差等于木板的长度;若滑块和木板沿相反 方向运动,则滑块的位移大小和木板的位移大小之和等于木板的长度。
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角度 倾斜传送带模型 例 2 如图 2,传送带以 v=10 m/s 的速度逆时针
转动,一个质量 m=1 kg 的物体从传送带顶端以 v0=5 m/s 的速度沿传送带滑入,若传送带与水 平方向成 θ=30°角,物体与传送带间的动摩擦 因数 μ= 33,传送带底端到顶端长 L=10 m,g 取 10 m/s2,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。 求:
A.上述过程中,F 做功大小为21mv21+12Mv22
B.其他条件不变的情况下,F 越大,滑块到达木板右端所用时间越短
C.其他条件不变的情况下,M 越大,s 越小
D.其他条件不变的情况下,M 越大,滑块与木板间产生的热量越多
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研透核心考点
解析 由功能关系可知拉力 F 做的功除了增加 两物体动能以外还有系统产生的热量,即拉力 F 做的功 WF=ΔEk+fL=12mv21+12Mv22+Q, A 错误;滑块和木板都是做初速度为零的匀加速直线运动,在其他条件不变的 情况下,木板的运动情况不变,滑块和木板的相对位移还是 L,滑块的位移也 没有发生改变,所以拉力 F 越大,滑块的加速度越大,到达木板右端所用时间 就越短,B 正确;由于木板受到的摩擦力不变,当 M 越大时木板的加速度越小, 而滑块的加速度不变,相对位移一样,滑块在木板上运动时间变短,所以木板 在地面上运动的位移变小,C 正确;系统产生的热量等于摩擦力和相对位移乘 积,相对位移没变,m 不变,摩擦力不变,产生的热量不变,D 错误。
例1 (多选)在工厂中,经常用传送带传送货物。如图1所示,质量m=10 kg的货物 (可视为质点)从高h=0.2 m的轨道上P点由静止开始下滑,货物和轨道之间的阻 力可忽略不计,货物滑到水平传送带上的A点,货物在轨道和传送带连接处能 量ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ失不计,货物和传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,传送带AB两点之间的距 离L=5 m,传送带一直以v=4 m/s的速度顺时针匀速运动,取重力加速度g= 10 m/s2。装置由电动机带动,传送带与轮子间无相对滑动,不计轴处的摩擦。
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研透核心考点
(多选)如图4所示,质量为M、长为L的木板置于
光滑的水平地面上,一质量为m的滑块放置在木
板左端,滑块与木板间的滑动摩擦力大小为f,
用水平的恒定拉力F作用于滑块。当滑块运动到 木板右端时,木板在地面上移动的距离为s,滑
图4
块的速度为v1,木板的速度为v2,下列说法中正
确的是( BC )
3.解题关键 找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口,求解中应注意联 系两个过程的纽带:每一个过程的末速度是下一个过程的初速度。
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研透核心考点
角度 水平面上“滑块—木板”模型
例 3 (多选)(2023·全国乙卷)如图 3,一质量为 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
与挡板的距离为L。现由静止同时释放物块和木板,物块和木板沿斜面下滑,
已知木板与挡板碰撞的时间极短,且碰撞后木板的速度大小不变,方向与碰撞
前的速度方向相反,物块恰好未滑离木板,重力加速度为g,求:
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研透核心考点
(1)木板第一次与挡板碰撞前瞬间,物块的速度大小v1; 解析 对物块与木板整体,根据动能定理有 2mgLsin θ=12×2mv21 解得 v1= gL。 答案 gL