全国2017年高二物理暑期作业复习方法策略16讲第3讲抓住“两个分析”解决动力学三类问题20170803210.wps
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1、第 3 3“”讲 抓住 两个分析 解决动力学三类问题 高考热点 1动力学中的多过程问题 2“” 传送带模型 问题 3“” 滑块木板模型 问题 一、动力学中的多过程问题 1“” 两个分析 指的是受力分析和运动分析 2很多动力学问题中涉及物体两个或多个连续的运动过程,在物体不同的运动阶段,物体的 运动情况和受力情况都发生了变化,这类问题称为牛顿定律中的多过程问题 3有些题目中这些过程是彼此独立的,有些题目中相邻的过程之间也可能存在一些联系,解 决这类问题时,既要将每个过程独立分析清楚,又要关注它们之间的联系 例 1 如图 1 所示,一块磁铁放在铁板 ABC 上的 A 处,其中 AB 长为 1m,B
2、C 长为 0.6 m,BC 与 水平面夹角为 37,磁铁与铁板间的引力为磁铁重力的 0.2 倍,磁铁与铁板间的动摩擦因数 0.25,现给磁铁一个水平向左的初速度 v04 m/s,磁铁经过 B 处时速度大小不变(sin 370.6,cos 370.8,g 取 10 m/s2)求: 图 1 (1)磁铁第一次到达 B 处的速度大小; (2)磁铁沿 BC 向上运动的加速度大小; (3)请通过计算判断磁铁最终能否再次回到 B 点 1 变式 1 如图 2 所示,一固定粗糙斜面与水平面夹角 30.一个质量 m1 kg 的物体(可视 为质点),在沿斜面向上的拉力 F10 N 的作用下,由静止开始沿斜面向上运动
3、已知斜面与物 3 体间的动摩擦因数 ,取 g10 m/s2.试求: 6 图 2 (1)物体在拉力 F 作用下的加速度的大小; (2)若拉力 F 作用 1.2 s 后撤去,物体在上滑过程中距出发点的最大距离 x. 2 方法提炼 1“”“”将 多过程 分解为许多 子过程 注意两个过程的连接处,加速度可能突变,但速度不会突变,速度是联系前后两个阶段的桥梁 2“”对各 子过程 进行受力分析和运动分析,必要时画出受力图和过程示意图 3“”“”根据 子过程 和 衔接点 的模型特点选择合理的动力学规律列方程 4分析“衔接点”位移、速度、加速度等的关联,确定各段间的时间关系、位移关系、速度 关系等,并列出相关
4、的辅助方程 “”二、 传送带模型 问题 1“物体在传送带上运动的情形统称为 传送带模型”包括水平传送带和倾斜传送带 2因物体与传送带间的动摩擦因数、斜面倾角、传送带速度、传送方向、滑块初速度的大小 和方向的不同,传送带问题往往存在多种可能,因此对传送带问题作出准确的动力学过程分析 (受力分析和运动分析),特别是摩擦力的突变,是解决问题的关键 例 2 如图 3 所示为上、下两端相距 L5 m,倾角 30,始终以 v3 m/s的速率顺时针转 3 动的传送带(传送带始终绷紧)将一物体放在传送带的上端由静止释放滑下,经过 t2 s 到达 下端重力加速度 g 取 10 m/s2,求: 图 3 (1)传送
5、带与物体间的动摩擦因数; (2)如果将传送带逆时针转动,速率至少多大时,物体从传送带上端由静止释放能最快地到达 下端 4 变式 2 (多选)如图 4 甲为应用于机场和火车站的安全检查仪,用于对旅客的行李进行安全检 查其传送装置可简化为如图乙所示的模型,紧绷的传送带始终保持 v1 m/s 的恒定速率运 行旅客把行李无初速度地放在 A 处,设行李与传送带之间的动摩擦因数 0.1,A、B 间的 距离为 2m,g 取 10 m/s2.若乘客把行李放到传送带的同时也以 v1m/s 的恒定速率平行于传送 带运动到 B 处取行李,则( ) 图 4 A乘客与行李同时到达 B 处 B乘客提前 0.5 s 到达
6、B 处 C行李提前 0.5 s 到达 B 处 D若传送带速度足够大,行李最快也要 2 s 才能到达 B 处 规律总结 1水平传送带上物体的运动情况取决于物体的受力情况,即物体所受摩擦力情况;倾斜传送 带上物体的运动取决于所受摩擦力与重力沿斜面的分力情况 2传送带上物体的运动情况可按下列思路判定:相对运动摩擦力方向加速度方向速度 变化情况达到共同速度,并且明确摩擦力发生突变的时刻是 v 物v 传 3倾斜传送带问题,一定要比较斜面倾角 tan 与动摩擦因数的大小 “”三、 滑块木板模型 问题 1模型特点:上、下叠放两个物体,并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动 2解此类题的基本思路:(1)分
7、析滑块和木板的受力情况,根据牛顿第二定律分别求出滑块和 木板的加速度;(2)对滑块和木板进行运动情况分析,找出滑块和木板之间的位移关系或速度 关系,建立方程,特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移 例 3 如图 5 所示,两木板 A、B 并排放在地面上,A 左端放一小滑块,滑块在 F6 N 的水平 力作用下由静止开始向右运动已知木板 A、B 长度均为 l1 m,木板 A 的质量 mA3 kg,小 滑块及木板 B 的质量均为 m1 kg,小滑块与木板 A、B 间的动摩擦因数均为 10.4,木板 A、B 与地面间的动摩擦因数均为 20.1,重力加速度 g10 m/s2.求: 图 5 5 (1)
8、小滑块在木板 A 上运动的时间; (2)木板 B 获得的最大速度 变式 3 (多选)如图 6 所示,A、B 两物块的质量分别为 2m 和 m,静止叠放在水平地面上A、B 1 间的动摩擦因数为 ,B 与地面间的动摩擦因数为 .最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加 2 速度为 g.现对 A 施加一水平拉力 F,则( ) 图 6 A当 F3mg 时,A 相对 B 滑动 1 D无论 F 为何值,B 的加速度不会超过 g 2 “”方法提炼 分析 滑块木板模型 问题时应掌握的技巧 1分析题中滑块、木板的受力情况,求出各自的加速度 2画好运动草图,找出位移、速度、时间等物理量间的关系 3知道每一过程的末速度是
9、下一过程的初速度 4两者发生相对滑动的条件:(1)摩擦力为滑动摩擦力(2)二者加速度不相等 题组 1 动力学中的多过程问题 1(2015新课标全国 20)(多选)如图 7(a),一物块在 t0 时刻滑上一固定斜面,其运动 的 vt 图线如图(b)所示若重力加速度及图中的 v0、v1、t1均为已知量,则可求出( ) 图 7 A斜面的倾角 B物块的质量 C物块与斜面间的动摩擦因数 D物块沿斜面向上滑行的最大高度 22016年新春佳节,我市的许多餐厅生意火爆,常常人满为患,为能服务更多的顾客,服务 员需要用最短的时间将菜肴送至顾客处(设菜品送到顾客处速度恰好为零)某次服务员用单手 托托盘方式(如图
10、8)给 12 m 远处的顾客上菜,要求全程托盘水平托盘和手、碗之间的摩擦因 数分别为 0.2、0.15,服务员上菜最大速度为 3 m/s.假设服务员加速、减速运动过程中是匀变 速直线运动,且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力求: 图 8 7 (1)服务员运动的最大加速度; (2)服务员上菜所用的最短时间 题组 2“” 传送带模型 问题 3如图 9 所示,传送带保持 v01m/s 的速度运动,现将一质量 m0.5 kg 的物体从传送带左 端放上,设物体与传送带间动摩擦因数 0.1,传送带两端水平距离 x2.5 m,则物体从左 端运动到右端所经历的时间为( ) 图 9 A. 5 s B( 61) s
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