专题提升10　动力学和能量观点的综合应用 课件 2027届高考物理一轮复习

这是一份专题提升10　动力学和能量观点的综合应用 课件 2027届高考物理一轮复习，共39页。PPT课件主要包含了提升点1传送带模型等内容，欢迎下载使用。
课程标准　1.会用功能关系解决传送带、“滑块—木板”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。
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=Ff·x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=Ff·x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。
水平传送带模型(多选)(2026·福建泉州期中)如图所示,将质量m=1 kg的物块(可视为质点)向右以v=1 m/s的速度放在顺时针转动的水平传送带上,传送带AB的长度L=6 m,传送带的速度大小v0=3 m/s,物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是(　　)
A.物块滑离传送带时传送带对物块做的功为4.5 JB.系统因摩擦产生的热量为2.5 JC.因放上物块电动机多输出的能量为6 JD.如果此物块是煤块,则煤块在传送带上留下的痕迹长度为1 m
A.物块A在传送带上运行的过程中,摩擦力对A先做正功后不做功B.物块A在传送带上运行的时间为2 sC.把A从底端运送到顶端的过程中,摩擦力对物块A做的功为75 JD.把A从底端运送到顶端的过程中,电动机多消耗的电能为160 J
摩擦力对物块A做功为85 J,物块A在传送带上加速阶段,传送带的位移x2=vt1=10 m,二者的相对位移Δx=x2-x1=5 m,因摩擦产生的热量Q=μmgcs 30°·Δx=75 J,所以电动机多消耗的电能ΔE=Q+E机=160 J,故 C错误, D正确。
·方法总结·解决传送带问题的关键点(1)摩擦力的方向及存在阶段的判断。(2)物体能否达到与传送带共速的判断。(3)弄清能量转化关系:传送带因传送物体多消耗的能量等于物体增加的机械能与产生的内能之和。
提升点2　“滑块—木板”模型
(2)功和能分析:对滑块和木板分别运用动能定理,或者对系统运用能量守恒定律。如图所示,要注意区分三个位移:①求摩擦力对滑块做功时用滑块对地的位移x滑。②求摩擦力对木板做功时用木板对地的位移x板。③求摩擦生热时用相对位移Δx。
3.三种处理方法(1)求解对地位移可优先考虑应用动能定理。(2)求解相对位移可优先考虑应用能量守恒定律。(3)地面光滑时,求速度可优先考虑应用动量守恒定律。
水平面上的“滑块—木板”模型(多选)(2026·黑龙江模拟)如图甲所示,滑块A放在静止于水平地面上的木板B右端,已知滑块A与木板B的质量均为m=1 kg,t=0时刻滑块A以v0=3 m/s的初速度向左运动,同时在木板B右端加一个水平向右的外力F=9 N,作用1 s后撤去外力F,前1 s内滑块A和木板B的v-t关系图像如图乙所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,滑块A始终没有离开木板,重力加速度g取10 m/s2。则(　　)
A.滑块A与木板B间的动摩擦因数为0.1B.木板B与地面间的动摩擦因数为0.4C.木板B长度至少8.1 m滑块才能不掉D.整个过程中系统摩擦生热共22.5 J
(1)敲击B后的瞬间,A、B的加速度大小aA、aB;(2)B上升的最大距离s;(3)B的最小长度L。[答案]　　(1)2.5 m/s2　12.5 m/s2　(2)0.375 m　 (3)1.8 m
[解析]　(1)敲击B后的瞬间,A受到沿斜面向上的滑动摩擦力,对A由牛顿第二定律有μmAgcs 30°-mAgsin 30°=mAaA解得aA=2.5 m/s2对B由牛顿第二定律有μmAgcs 30°+mBgsin 30°=mBaB解得aB=12.5 m/s2。(2)设A、B向上运动,经过时间t后共速,有v0-aBt=aAt
·方法总结·解决“滑块—木板”模型的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。
提升点3　多运动组合模型
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。
(1)小球通过C点时的速度大小vC;(2)曲面AB的高度H;(3)在压缩弹簧的过程中,小球获得最大动能时弹簧的弹性势能Ep。[答案]　(1)2 m/s　(2)0.7 m　(3)1.5 J
(2026·四川南充一模)如图所示,半径R=1 m的光滑圆弧轨道ABC与足够长的粗糙轨道CD在C处平滑连接,O为圆弧轨道ABC的圆心,B点为圆弧轨道的最低点,半径OA、OC与OB的夹角分别为53°和37°。在高h=0.8 m的光滑水平平台上,一质量m=2 kg的小物块压缩弹簧后被锁扣K锁住,储存了一定量的弹性势能Ep,若打开锁扣K,小物块将以一定的水平速度v0向右滑下平台,做平抛运动恰从A点沿切线方向进入圆弧轨道,小物块进入圆弧轨道后立即在A处放一个弹性挡板(碰撞过程机械能不损失)。已知小物块与轨道CD间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8。求:
(1)弹簧存储的弹性势能Ep;(2)小物块经过B点时,对圆弧轨道压力FN的大小;(3)小物块在轨道CD上运动的总路程s。[答案]　(1)9 J　(2)86 N　(3)3.625 m