步步高2015高三物理（新课标）一轮讲义 专题05应用力学两大观点分析多过程问题

步步高2015高三物理（新课标）一轮讲义 专题05应用力学两大观点分析多过程问题内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 应用力学两大观点分析多过程问题考纲解读 理选择物理规律考点一应用牛顿运动定律和动能定理分析多过程问题若一个物体参与了多个运动过程，有的运动过程只涉及分析力或求解力而不涉及能量问题，则常常用牛顿运动定律求解；若该过程涉及能量转化问题，并且具有功能关系的特点，则往往用动能定理求解例 1如图 1 所示为某游戏装置的示意图高处的光滑水平平台上有一质量为 m 的滑块( 可视为质点)静止在 A 点，平台的左端有一竖直固定的光滑半圆形细管 半径为2R，与水平面相切于 C 点， 一段长度为 5R 的粗糙水平轨道，在 D 处有一竖直固定的半径为 R 的光滑四分之一圆弧轨道 2、 点切线竖直，在 E 点正上方有一离E 点高度也为 R 的旋转平台，在旋转平台的一条直径上开有两个离轴心距离相等的小孔 M、N，平台以恒定的角速度旋转时两孔均能经过 E 点的正上方某游戏者在 A 点将滑块瞬间弹出，滑块第一次到达 C 点时速度 ，经过轨道 块第一 点进入 M 孔，又恰能从 N 孔落下，已知滑块与 分的动摩擦因数为力加速度为 1(1)游戏者对滑块所做的功；(2)滑块第一次返回到 C 点时对细管的压力；(3)平台转动的角速度 1)从 A 点到 C 点，由动能定理得W R 0光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 )从第一次经过 C 点到第一次返回 C 点整个过程，由动能定理得2R 3、C 12 20在 C 点，由牛顿第二定律得 FNmgN块对细管的压力为 3)从第一次经过 C 点到 M 点，由动能定理得RR M 12 20从点 M 落回到点 N 的时间为 t2t (n0、 1、2)( 或 t (n1、2、3)2n 1 2n 1联立求得 (n0、1、2)(或 (n1、2、3)2n 12n 1解析考点二用动力学和能量观点分析多过程问题若一个物体参与了多个运动过程，有的运动过程只涉及分析力或求解力而不涉及能量问题，则常常用牛顿运动定律求解；若该过程涉及能量转化问题，并且具有功能关系的特点，则往往用动能定理或机械能守恒定律以及能量守恒定律求解例 2如图 2 所示，半径 R1.0 m 4、 的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点 的连线与水平面的夹角 37，另一端点 C 为轨道的最低点C 点右侧的水平路面上紧挨 C 点放置一木板，木板质量 M1 表面与 C 点等高，将质量m1 物块(可视为质点 )从空中 A 点以 .2 m/s 的速度水平抛出，恰好从轨道的 B 端沿切线方向进入轨道已知物块与木板间的动摩擦因数 1木板与路面间的动摩擦因数 27 g10 m/世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)物块经过轨道上的 B 点时的速度的大小 2)A、B 两点的高度差 h；(3)物块到达 C 点时的速度大小 4)设木板受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，则木板至少多长才能使物 5、块不从木板上滑下。 解析(1)设物块经过 B 点时的速度为 ：7v 02 m/s(2)7 2m(3)设物块经过 C 点的速度为 动能定理得：37) C 12 26 m/s(4)物块在木板上滑动时，设物块和木板的加速度大小分别为 a1、a 2，则：1mg1 2(Mm )g解得：a 12 m/s 2，a 21 m/t 达到共同速度为 v，其位移分别为 x1、x 2，则对物块：vv Ca 1va 2t2 s，v2 m/，由题意得：Lx 1x 2光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ：x 1 t8 t2 6 m 才能使物块不从木板上滑下答案(1)2 m/s(2)m(3)6 m/s(4)6 图 3 所示 6、，x 轴与水平传送带重合，坐标原点 O 在传送带的左端，传送带长L8 m，匀速运动的速度 m/m1 小物块轻轻放在传送带上 m 的 P 点小物块随传送带运动到 Q 点后恰好能冲上光滑圆弧轨道的最高点 小物块经过 Q 处无机械能损失，小物块与传送带间的动摩擦因数 力加速度 g10 m/ 3(1)N 点的纵坐标；(2)从 P 点到 Q 点，小物块在传送带上运动时，系统产生的热量；(3)若将小物块轻放在传送带上的某些位置，最终小物块均能沿光滑圆弧轨道运动( 小物块始终在圆弧轨道运动不脱轨)到达纵坐标 m 的 M 点，求这些位置的横坐标范围答案(1)1 m(2)(3)7 m x7.5 m 和 0x5. 7、5 1)小物块在传送带上匀加速运动的加速度 ag 5 m/s 2设小物块加速到与传送带速度相同时所用时间为 1 x 2.5 m 点由牛顿第二定律 mg 到 N 的运动过程，由机械能守恒定律光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 0 12 2 ，解得 )小物块在传送带上相对传送带滑动的位移xv 0tx2.5 (3)设在坐标为 刚能到达圆心右侧的 M 点，由能量守恒得：x 1)代入数据解得 .5 点，则必定恰好能通过最高点 C，x 3) m ，可解得 .5 mx7.5 m 和 0x 5.5 用动力学和能量观点分析力学综合题例 3如图 4 所示，质量为 m1 小物块轻轻地放在水平匀速运动的传送带上的 8、 P 点，随传送带运动到 A 点后水平抛出，小物块恰好无碰撞地从 B 点沿圆弧切线进入竖直光滑的圆弧轨道B、C 为圆弧轨道的两端点，其连线水平，已知圆弧轨道的半径R1.0 m，圆弧轨道对应的圆心角 106 ，轨道最低点为 O，A 点距水平面的高度h0.8 m，小物块离开 C 点后恰能无碰撞地沿固定斜面向上运动，0.8 s 后经过 D 点，小物块与斜面间的动摩擦因数为 1 .(g10 m/s 2，370.6，7 3光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)求小物块离开 A 点时的水平初速度 大小；(2)求小物块经过 O 点时对轨道的压力；(3)假设小物块与传送带间的动摩擦因数为 2送带的速度 9、为 5 m/s，求 P、4)求斜面上 C、D 间的距离审题与关联解析(1)对于小物块，由 A 点到 B 点，有 v 2 点，有 2 m/s(2)对于小物块，从 B 点到 O 点，由动能定理知) 2 2O 12 2 m/s5 m/2 42由牛顿第二定律知，在 O 点，有 FNm ，N43 N43 N，方向竖直向下(3)对于小物块在传送带上加速的过程有 2mg 、A 间的距离为 1.5 )小物块沿斜面上滑时，由牛顿第二定律有 12 2解得 0 m/s 2小物块沿斜面下滑时有 12 2解得 m/s 2由机械能守恒定律可知 vCv B5 m/ 点上升到最高点历时 0.5 点历时.8 s0.5 s0.3 10、 s故 解得 2 2答案(1)3 m/s(2)43 N，方向竖直向下 (3)1.5 m(4)2013北京理综23) 蹦床比赛分成预备运动和比赛动作两个阶段最初，运动员静止站在蹦床上；在预备运动阶段，他经过若干次蹦跳，逐渐增加上升高度，最终达到完成比赛动作所需的高度；此后，进入比赛动作阶段把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧，弹力大小 Fkx(x 为床面下沉的距离，k 为常量)质量 m50 运动员静止站在蹦床上，床面下沉 m；在预备运动中，假定运动员所做的总功 W 全部用于增加其机械能；在比赛动作中，把该运动员视作质点，其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为 t2.0 s，设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为 g10 m/s 2，忽略空气阻力的影响光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)求常量 k，并在图 5 中画出弹力 F 随 x 变化的示意图；(2)求在比赛动作中，运动员离开床面后上升的最大高度 3)借助 象可以确定弹力做功的规律，在此基础上，求 W 的值答案(1)5000 N/m 见解析图(2)5 m(3)W m0 3 1)运动员静止在蹦床上时受力平衡，则 mgk5000 N/象如图(2)运动员从 x0 处离开床面，离开床后做竖直上抛运动，且腾空时间为 2 s，其上升、下落时间相等，h m g 2。