高三一轮复习物理讲义 第六章　第二十六课时　专题强化：动力学和能量观点的综合应用课件PPT

这是一份高三一轮复习物理讲义 第六章　第二十六课时　专题强化：动力学和能量观点的综合应用课件PPT，共70页。PPT课件主要包含了传送带模型综合问题，考点一，考点二，课时精练A，课时精练B等内容，欢迎下载使用。
专题强化：动力学和能量观点的综合应用
1.会用功能关系解决传送带模型综合问题。2.会利用动力学和能量观点分析多运动组合问题。
考点一　传送带模型综合问题
考点二　用动力学和能量观点分析多运动组合问题
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。①传送带克服摩擦力做的功：W=Ffx传。②系统产生的内能：Q=Ffx相对。③功能关系分析：W=ΔEk+ΔEp+Q。注意：当物体与传送带速度相同时，摩擦力往往发生突变。
如图所示，水平地面上固定一条倾角θ=37°、长度L=8 m的传送带，用于传送包裹，传送带以恒定速度v0=2 m/s顺时针转动。某工人将一个质量m=1 kg的包裹(可视为质点)轻放在传送带的下端A处，包裹与传送带之间的动摩擦因数μ=0.8。已知g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cs 37°=0.8。下列说法正确的是A.包裹到达传送带上端B所需的时间为8 sB.在这个过程中，包裹与传送带因摩擦产生的热量为51.2 JC.在这个过程中，摩擦力对包裹做功为50 JD.由于包裹的加入，传送带电动机需要额外消耗的能量为50 J
用动力学和能量观点分析多运动组合问题
(2025·浙江省强基联盟联考)某运输装置模型如图所示，该装置由水平传送带AB、两个四分之一光滑圆轨道BDE、一足够长的平板车EF组成，其中B点为圆轨道的最高点，并在传送带右端转轴的正上方，与传送带间隙很小，恰好可以让一个货物通过。E点为圆轨道的最低点，与平板车上表面持平。已知圆轨道半径R=0.9 m，货物与AB的动摩擦因数μ1=0.225，与平板车的动摩擦因数μ2=0.2。平板车质量M=0.2 kg，与水平地面的摩擦力不计。已知传送带以5 m/s顺时针转动，某次调试时将一质量m=0.1 kg的货物从A点静止释放，货
物到达B点时速度为3 m/s，整个运动过程货物不能脱离轨道，重力加速度大小g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cs 37°=0.8。
(1)求传送带长度L。
(2)求货物运动到圆弧轨道上E点时对轨道的压力大小。
(3)求平板车加速至与货物共速时系统损耗的机械能。
(2025·浙江宁波市期中)如图所示，一轻质弹簧的左端固定在A处的固定挡板上，质量m=2 kg、可看成质点的小物块靠在弹簧的右端B处，此时弹簧处于原长，B、C间距x=1 m，AB段光滑，BC段粗糙。一传送带下端点C与水平面ABC平滑连接，该传送带与水平面的夹角为θ=37°，C、D间距L=20 m，在电动机带动下正以v=8 m/s的速度顺时针匀速运动。传送带在上端点D恰好与固定在竖直平面内的半径为R=0.5 m的圆管轨道相切，圆管内部光滑，管道内径可忽略，E为圆管轨道最高点。现将小物块压缩弹簧至一定距离后由静止释放，物块经过BC冲上传送带，以vD=5 m/s的速度经D点冲进光滑圆管轨道，上述过程中，物块经C点滑上传送带时，速度大小不变，
方向变为沿传送带方向。已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ1=0.8、与BC段间的动摩擦因数为μ2=0.5，弹簧始终处于弹性限度内(重力加速度大小g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cs 37°=0.8)。求：
(1)小物块能否到达E点，若能，请求出小物块到达E点时对轨道的压力大小；若不能，请说明理由。
答案　能达到E点　8 N
(2)物块经C点滑上传送带时的速度大小。
(3)如果将传送带调整为以v=8 m/s的速度逆时针匀速运动，重新将物块压缩弹簧至相同距离后由静止释放，则小物块在整个运动过程因摩擦产生的热量是多少(结果保留2位小数)？
(2024·浙江省Z20名校联盟联考)某科技小组参加了过山车游戏项目研究，如图甲所示，为了研究其中的物理规律，小组成员设计出如图乙所示的装置。P为弹性发射装置，AB为倾角θ=37°的倾斜轨道，BC为水平轨道，CDC'为竖直圆轨道，C'E为足够长的曲面轨道，各段轨道均平滑连接。以A点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向建立平面直角坐标系。已知滑块质量为m，圆轨道半径R=1 m，BC长为3 m，滑块与AB、BC段的动摩擦因数均为μ=0.25，其余各段轨道均光滑。现滑块从弹射装置P水平弹出的速度为4 m/s，且恰好从A点沿AB方向进入轨道，滑块可视为质点。重力加速度g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cs 37°=0.8，不计空气阻力。
(1)求滑块从弹射装置P弹出时的坐标值；
答案　(1.2 m，0.45 m)
(2)若滑块恰好能通过D点，求轨道AB的长度xAB；
(3)若滑块第一次能进入圆轨道且不脱轨，求轨道AB的长度xAB的取值范围；
答案　xAB≥5 m或xAB≤1.25 m
(4)若轨道AB的长度为3.5 m，试判断滑块在圆轨道是否脱轨；若发生脱轨，计算脱轨的位置。
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。
2.方法技巧(1)“合”——整体上把握全过程，构建大致的运动情景；(2)“分”——将全过程进行分解，分析每个子过程对应的基本规律；(3)“合”——找出各子过程之间的联系，以衔接点为突破口，寻求解题最优方案。
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1.(2025·浙江温州市二模)如图甲所示为某车站行李安检机，其简化原理图如图乙所示，水平传送带长为2.5 m，传送带始终以恒定速率0.30 m/s运行。一质量为0.60 kg的小包(可视为质点)无初速度地轻放上传送带左端，最终到达传送带右端。若小包与该传送带间的动摩擦因数为0.50，重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是A.安检机使用γ射线探测包内的物品B.小包匀速运动时，传送带对小包的摩擦 力向右C.由于传送小包，电动机多做的功为0.054 JD.小包从传送带左端到达右端的时间为1.0 s
2.(2025·浙江杭州市第二中学期中)如图所示，光滑斜面AB与水平传送带BC平滑连接，BC长L=4.5 m，与物块间的动摩擦因数μ=0.3，传送带顺时针转动的速度v为3 m/s。设质量m=2 kg的物块由静止开始从A点下滑，经过C点后水平抛出，恰好沿圆弧切线从D点进入竖直光滑圆弧轨道DOE，DE连线水平。已知圆弧半径R=2.0 m，对应圆心角θ=106°，物块运动到O点时对轨道的压力为61 N。g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cs 37°=0.8，求：
(1)物块运动到D点的速度大小vD；
(2)物块下落的最大高度H；
(3)第(2)问中，物块与传送带间产生的热量Q。
3.(2025·浙江省精诚联盟二模)如图所示，长为L2=1.5 m的水平传送带左右两端与水平轨道平滑连接，以v0=4.0 m/s的速度逆时针匀速转动；左侧粗糙轨道RQ的长为L1=3.25 m，在左端R点固定有弹性挡板；右侧光滑轨道PN的长为L3=3.5 m，其右端与光滑圆弧轨道相切(N点为圆弧轨道的最低点)。现将一可视为质点的小物块从圆弧轨道上某处静止释放，与挡板发生弹性碰撞后向右恰好能运动到P点。已知小物块与传送带以及左侧轨道的动摩擦因数均为μ=0.1，重力加速度g取10 m/s2，π2=10，不计物块与挡板的碰撞时间。
(1)求物块第一次到达Q点时的速度大小。
(2)为满足上述运动，求物块从圆弧轨道上释放高度的范围。
答案　0.65 m≤h≤0.95 m
(3)当物块从半径大于100 m圆弧轨道上高度为0.8 m的位置由静止释放后，发现该物块在圆弧轨道上运动的时间与从N点运动至第二次到达P点的时间相等，求圆弧轨道的半径。
4.(2024·浙江金华市调研)如图为某同学设计的弹射装置，弹射装置由左端固定在墙上的轻弹簧和锁K构成，开始时弹簧被压缩，物块被锁定。水平光滑轨道AB与倾斜粗糙轨道BC平滑连接，已知倾斜轨道与水平面夹角θ为37°，物块与倾斜轨道间的动摩擦因数μ1=0.5。竖直四分之一圆弧光滑轨道DG、G'H和水平轨道HM均平滑连接，物块刚好经过GG'进入G'H，O1、G'、G、O2在同一水平线上，水平轨道HM粗糙；圆弧DG半径为R1=1.6 m，G'H半径为R2=0.8 m，HM长度为L=3.2 m，N点为HM的中点。现将质量为m=0.5 kg的物块解除锁定发射，其经过D点时速度水平，对轨道D点的作用力恰好为零。空气阻力忽略不计，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cs 37°=0.8。
(1)求物块到达H点时对轨道的压力。
答案　45 N，方向竖直向下
(2)求物块到达C点的速度大小以及C、D两点的竖直高度差。
答案　5 m/s　0.45 m
(3)求物块被锁定时弹簧具有的弹性势能。
(4)设物块与右端竖直墙壁碰撞后以原速率返回，物块最终停在N点，求物块与水平轨道HM间的动摩擦因数μ(μ