2025届高三物理一轮复习精品课件第五章机械能守恒定律专题强化十动力学和能量观点的综合应用

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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。
模型二　“滑块—木板”模型
模型一　“传送带”模型
模型三　多运动组合模型
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。
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。
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损失不计，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。货物从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的有(　　)A.摩擦力对货物做功为50 JB.货物从A运动到B用时1.5 sC.由于摩擦而产生的热量为20 JD.运送货物过程中，电动机输出的电能为60 J
角度　　水平传送带模型
角度　　倾斜传送带模型
(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
μmgcs θ＋mgsin θ＝ma1v＝v0＋a1t1
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＝μmgcs 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。答案　10 m/s　
(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＝μmgcs 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)cs θ解得Q＝37.5 J。答案　37.5 J
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。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。
角度　　水平面上“滑块—木板”模型
解析　物块和木板的运动示意图和v－t图像如图所示
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
(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，滑块的速度为v1，木板的速度为v2，下列说法中正确的是(　　)
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)，物块和木板间最大静摩擦力等于滑动摩擦力且大小恒为kmg(0.5