高考物理复习专题七计算题题型强化第2讲必考第20题动力学方法和能量观点的综合应用市赛课公开课一等奖省.pptx

,第,2,讲必考第,20,题动力学方法和能量观点综合应用,专题七,计算题题型强化,1/42,内容索引,题型,1,直线运动中动力学方法和能量观点应用,题型,2,曲线运动中动力学方法和能量观点应用,2/42,直线运动中动力学方法和能量观点应用,题型,1,3/42,1.,直线运动中多运动过程组合主要是指直线多过程或直线与斜面运动组合问题,.,2.,包括规律：,(1),动力学观点：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,.,3.,受力分析、运动分析，将物理过程分解成几个简单直线运动过程，分别选择适当规律求解,.,4.,相邻运动过程连接点速度是解题关键,.,4/42,例,1,如图,1,甲所表示，一倾斜角为,37,斜面底端固定有与斜面垂直弹性挡板，一个可视为质点小物块在,t,0,时刻从挡板开始向上运动，其速度,时间图象如图乙所表示，运动到最高点返回底端，与挡板发生弹性碰撞，再次向上运动，如此往复,.,求：,(,不计空气阻力，重力加速度,g,10 m/s,2,，,sin 37,0.6,，,cos 37,0.8),图,1,5/42,(1),小物块与斜面间动摩擦因数；,答案,解析,答案,0.5,解析,由题图乙可知，小物块在上滑过程中加速度大小为,由牛顿第二定律，有,mg,sin,mg,cos,ma,1,可得小物块与斜面间动摩擦因数,0.5,6/42,(2),小物块第一次回到斜面底端时速度大小；,答案,解析,解析,小物块第一次上滑位移大小,第一次下滑过程由动能定理有,7/42,(3),小物块在斜面上运动所经过总旅程,.,答案,解析,答案,12.5 m,解析,小物块最终停在挡板处，全程由动能定理有,可得在斜面上运动所经过总旅程,s,12.5 m,8/42,拓展训练,1.,航母舰载机滑跃起飞有点像高山滑雪，主要靠甲板前端上翘来帮助战斗机起飞，其示意图如图,2,所表示，设某航母起飞跑道主要由长度为,L,1,160 m,水平跑道,和长度为,L,2,20 m,倾斜跑道两部分组成，水平跑道与倾斜跑道末端高度差,h,4.0 m.,一架质量为,m,2.0,10,4,kg,飞机，其喷气发动机推力大小恒为,F,1.2,10,5,N,，方向与速度方向相同，在从静止开始运动整个过程中飞机受到平均阻力大小为飞机重力,0.1,倍，假设航母处于静止状态，飞机质量视为不变并可看成质点，倾斜跑道看做斜面，不计拐角处影响,.,取,g,10 m/s,2,.,图,2,9/42,解析,设飞机在水平跑道加速度为,a,1,，阻力为,F,f,由牛顿第二定律得,F,F,f,ma,1,(1),求飞机在水平跑道上运动时间；,答案,解析,答案,8 s,解得,t,1,8 s,10/42,(2),求飞机抵达倾斜跑道末端时速度大小；,答案,解析,11/42,解析,设飞机在水平跑道末端速度为,v,1,，在倾斜跑道末端速度为,v,2,，加速度为,a,2,水平跑道上：,v,1,a,1,t,1,倾斜跑道上：,由牛顿第二定律得,v,2,2,v,1,2,2,a,2,L,2,12/42,(3),假如此航母去掉倾斜跑道，保持水平跑道长度不变，现在跑道上安装飞机弹射器，此弹射器弹射距离为,84 m,，要使飞机在水平跑道末端速度到达,100 m/s,，则弹射器平均作用力为多大？,(,已知弹射过程中发动机照常工作,),答案,解析,答案,1.0,10,6,N,13/42,解析,设弹射器平均作用力为,F,1,，弹射距离为,x,，飞机在水平跑道末端速度为,v,3,解得,F,1,1.0,10,6,N.,14/42,2.(,义乌市模拟,),如图,3,甲所表示，倾角为,37,传送带以恒定速率逆时针运行，现将一质量,m,2 kg,小物体轻轻放在传送带,A,端，物体相对地面速度随时间改变关系如图乙所表示，,2 s,末物体抵达,B,端，取沿传送带向下为正方向，,g,10 m/s,2,，,sin 37,0.6,，,cos 37,0.8.,求：,图,3,15/42,(1),小物体在传送带,A,、,B,两端间运动平均速度,v,；,答案,8 m/s,解析,由,v,t,图象面积规律可知，传送带,A,、,B,间距离,L,即为,v,t,图线与,t,轴所围面积，,答案,解析,16/42,(2),物体与传送带间动摩擦因数,；,答案,解析,答案,0.5,17/42,解析,由,v,t,图象可知传送带运行速度为,v,1,10 m/s,物体从,A,到,B,先做加速度为,经过时间,t,1,1 s,后再做加速度为,再经过时间,t,2,1 s,，物体以大小为,v,2,12 m/s,速度抵达传送带,B,端,.,由物体在传送带上受力情况知,解得,0.5,18/42,(3)2 s,内物体机械能降低许,E,及因与传送带摩擦产生内能,Q,.,答案,解析,答案,48 J,48 J,19/42,解析,小物体抵达传送带,B,端时速度大小,v,2,12 m/s,物体重力势能降低了,E,p,mgL,sin,20,16,0.6 J,192 J,所以物体机械能降低许,E,48 J,由功效关系可知,代入数值得,Q,48 J.,20/42,曲线运动中动力学方法和能量观点应用,题型,2,21/42,1.,曲线运动中动力学和能量观点综合问题，主要是直线运动、平抛运动、圆周运动三种运动中二者或三者组合问题,.,2.,对物体进行受力分析、运动分析、能量分析，初步了解运动全过程，构建大致运动图景,.,3.,若为多过程问题，可将全过程分解，寻找子过程间联络和解题方法,.,22/42,例,2,(,浙江,4,月选考,20),如图,4,所表示，一轨道为半径,2 m,四分之一竖直圆弧轨道,AB,和长度可调水平直轨道,BC,在,B,点平滑连接而成,.,现有一质量为,0.2 kg,小球从,A,点无初速度释放，经过圆弧上,B,点时，传感器测得轨道所受压力大小为,3.6 N,，小球经过,BC,段所受阻力为其重力,0.2,倍，然后从,C,点水平飞离轨道，落到水平地面上,P,点，,P,、,C,两点间高度差为,3.2 m.,小球运动过程中可视为质点，且不计空气阻力，,g,取,10 m/s,2,.,图,4,23/42,(1),求小球运动至,B,点时速度大小；,答案,解析,答案,4 m/s,解析,由牛顿第三定律知，在,B,点轨道对小球支持力为,F,N,3.6 N.,由向心力公式和牛顿第二定律有,解得,v,B,4 m/s.,24/42,(2),求小球在圆弧轨道上克服摩擦力所做功；,答案,2.4 J,解析,小球从,A,到,B,过程，只有重力和摩擦力做功，设克服摩擦力所做功为,W,克,.,解得,W,克,2.4 J.,答案,解析,25/42,(3),为使小球落点,P,与,B,点水平距离最大，求,BC,段长度；,答案,解析,答案,3.36 m,26/42,解析,分析运动可知，,BC,段长度会影响匀减速运动时间，进而影响平抛运动水平初速度以及水平位移,.,由运动学公式得,v,C,v,B,at,4,2,t,其中，,0,t,2 s.,x,CP,v,C,t,1,27/42,由,可得,x,CP,3.2,1.6,t,则由,可得,x,BP,x,BC,x,CP,t,2,2.4,t,3.2,由数学知识可得，当,t,1.2 s,时，,x,BP,取得最大值,.,代入,式，解得,x,BC,3.36 m.,28/42,(4),小球落到,P,点后弹起，与地面屡次碰撞后静止,.,假设小球每次碰撞机械能损失,75%,、碰撞前后速度方向与地面夹角相等,.,求小球从,C,点飞出到最终静止所需时间,.,答案,解析,答案,2.4 s,29/42,解析,因为碰撞前后速度方向与地面夹角相等，所以碰撞前后水平分速度与竖直分速度比值不变,.,每次碰撞机械能损失,75%,，,设第,n,次损失后竖直分速度为,v,yn,，第,n,次碰撞到第,n,1,次碰撞时间为,t,n,.,30/42,当,n,取无穷大时，小球处于静止状态,.,解得,t,总,2.4 s.,31/42,拓展训练,3.(,绍兴市选考诊疗,),如图,5,所表示为一个射程可调整,“,抛石机,”,模型,.,抛石机长臂,OA,长度,L,4 m,，,B,为,OA,中点，石块可装在长臂上,AB,区域中某一位置,.,开始时长臂与水平面间夹角,30,，对短臂施力，当长臂转到竖直位置时马上停顿转动，石块被水平抛出,.,在某次投石试验中，将质量为,m,10 kg,石块安装在,A,点，击中地面上距,O,点水平距离为,x,12 m,目标,.,不计空气阻力和抛石机长臂与短臂质量，,g,取,10 m/s,2,，求：,图,5,32/42,(1),石块即将被投出瞬间所受向心力大小；,答案,300 N,解析,石块被抛出后做平抛运动，水平方向,x,v,t,答案,解析,33/42,(2),整个过程中投石机对石块所做功,W,；,答案,解析,答案,1 200 J,解析,长臂从,A,点转到竖直位置整个过程中，依据动能定理得,代入数值解得,W,1 200 J,34/42,(3),若投石机对石块做功恒定，问应将石块安装在离,O,点多远处才能使石块落地时距,O,点水平距离最大？,答案,解析,答案,3 m,35/42,解析,设抛出点距离,O,点为,l,所以当,l,3 m,时石块落地时距,O,点水平距离最大,.,36/42,4.(9,1,高中联盟期中,),如图,6,所表示，某装置弹簧弹射器每次都将小物块,(,质量可选择，可视为质点,),从,A,点由静止弹出，经过竖直圆轨道和水平直轨道后水平抛入水池中，已知竖直圆轨道半径为,R,1.0 m,，水平轨道,BD,长为,L,2.4 m,，水池水面离,D,点高度为,h,1.25 m,，水池长为,s,6.0 m,，不计水平轨道,AB,部分和竖直圆轨道阻力，全部小物块与水平轨道,BD,部分动摩擦因数为,0.25.,当所选择小物块质量为,m,1 kg,，在经过,C,点时，对轨道压力为,10 N,，,g,取,10 m/s,2,，求：,图,6,37/42,(1),弹射器对小物块做功；,答案,解析,答案,30 J,解析,在,C,点时由牛顿第二定律得：,由牛顿第三定律知,F,N,10 N,由,A,到,C,过程，由动能定理得,得,W,30 J,38/42,(2),小物块从,D,点飞出落入水面时水平位移,x,；,答案,解析,解析,从弹出到,D,点，由动能定理：,小物块从,D,点飞出后做平抛运动，,x,v,D,t,39/42,(3),为确保不一样小物块都能从,A,点弹射并直接落入水面，对选择小物块质量有何要求？,答案,解析,40/42,解析,若小物块质量最大为,m,1,时，恰能过,C,点：,从弹出到,D,点，,W,m,1,gL,0,得,m,1,1.2 kg,若小物块恰能抵达水池水面最右端时，质量最小为,m,2,41/42,s,v,D,t,42/42,