选修3-4实验1探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度(11)

1、专题五应用动力学观点和专题五应用动力学观点和能量观点解决力学压轴题能量观点解决力学压轴题高考试题中常常以能量守恒为核心考查重力、摩擦力、高考试题中常常以能量守恒为核心考查重力、摩擦力、电场力、磁场力的做功特点，以及动能定理、机械能守恒定电场力、磁场力的做功特点，以及动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律的应用分析时应抓住能量核心和各种力律和能量守恒定律的应用分析时应抓住能量核心和各种力做功的不同特点，运用动能定理和能量守恒定律进行分析做功的不同特点，运用动能定理和能量守恒定律进行分析常考点一应用动力学方法和动能定理解决多过程问题常考点一应用动力学方法和动能定理解决多过程问题若一个物体参与了多个

2、运动过程，有的运动过程只涉及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点，则往往用动能定理求解图图1 审题指导审题指导(1)运动过程分析运动过程分析自由落体运动自由落体运动 圆周运动圆周运动 斜面上匀减速运动斜面上匀减速运动(2)找出小物体最终的运动状态找出小物体最终的运动状态从从B点开始做往复运动此过程中机械能守恒点开始做往复运动此过程中机械能守恒图图2(1

3、)若要使小球经若要使小球经E处水平进入圆形轨道且能沿轨道运处水平进入圆形轨道且能沿轨道运动，动，H至少要有多高？如小球恰能沿轨道运动，那么小球至少要有多高？如小球恰能沿轨道运动，那么小球在水平面在水平面DF上能滑行多远？上能滑行多远？(2)若小球静止释放处离若小球静止释放处离B点的高度点的高度h小于小于(1)中中H的最小的最小值，小球可击中与圆心等高的值，小球可击中与圆心等高的G点，求点，求h的值的值答案答案(1)H0.28 m5 m(2)0.18 m常考点二用动力学和机械能守恒定律解决多过程问题常考点二用动力学和机械能守恒定律解决多过程问题若一个物体参与了多个运动过程，有的过程只涉及运动若一

4、个物体参与了多个运动过程，有的过程只涉及运动和力的问题或只要求分析物体的动力学特点，则要用动力学和力的问题或只要求分析物体的动力学特点，则要用动力学方法求解；若某过程涉及到做功和能量转化问题，则要考虑方法求解；若某过程涉及到做功和能量转化问题，则要考虑应用动能定理或机械能守恒定律求解应用动能定理或机械能守恒定律求解【典例【典例2】 如图如图3甲所示，弯曲部分甲所示，弯曲部分AB和和CD是两个半径相等是两个半径相等的四分之一圆弧，中间的的四分之一圆弧，中间的BC段是竖直的薄壁细圆管段是竖直的薄壁细圆管(细圆细圆管内径略大于小球的直径管内径略大于小球的直径)，细圆管分别与上、下圆弧轨，细圆管分别与

5、上、下圆弧轨道相切连接，道相切连接，BC段的长度段的长度L可伸缩调节下圆弧轨道与可伸缩调节下圆弧轨道与水平面相切，水平面相切，D、A分别是上、下圆弧轨道的最高点与最分别是上、下圆弧轨道的最高点与最低点，整个轨道固定在同一竖直平面内一小球多次以低点，整个轨道固定在同一竖直平面内一小球多次以某一速度从某一速度从A点水平进入轨道，从点水平进入轨道，从D点水平飞出在点水平飞出在A、D两点各放一个压力传感器，测试小球对轨道两点各放一个压力传感器，测试小球对轨道A、D两点的两点的压力，计算出压力差压力，计算出压力差F.改变改变BC间距离间距离L，重复上述实，重复上述实验，最后绘得验，最后绘得F L的图线如

6、图乙所示的图线如图乙所示(不计一切摩擦不计一切摩擦阻力，阻力，g取取10 m/s2)图图3(1)某一次调节后某一次调节后D点离地高度为点离地高度为0.8 m小球从小球从D点飞点飞出，落地点与出，落地点与D点的水平距离为点的水平距离为2.4 m，求小球过，求小球过D点时速点时速度大小度大小(2)求小球的质量和圆弧轨道的半径大小求小球的质量和圆弧轨道的半径大小审题指导审题指导(1)小球做平抛运动竖直高度求时间小球做平抛运动竖直高度求时间t水平方向水平方向的初速度的初速度v0.(2)小球从小球从A点到点到D点，满足机械能守恒定律点，满足机械能守恒定律(3)分别对分别对A点和点和D点，应用向心力公式，

7、求点，应用向心力公式，求FA和和FD压力差压力差F随随L的函数式由图象的截距和斜率，求小球的质量的函数式由图象的截距和斜率，求小球的质量m和和圆弧轨道半径圆弧轨道半径r.答案答案(1)6 m/s(2)0.2 kg0.4 m即学即练即学即练2如图如图4所示，一个斜面与竖直方向的夹角为所示，一个斜面与竖直方向的夹角为30，斜面的下端与第一个光滑圆形管道相切，第二个，斜面的下端与第一个光滑圆形管道相切，第二个光滑圆形管道与第一个圆形管道也相切两个光滑圆形光滑圆形管道与第一个圆形管道也相切两个光滑圆形管道粗细不计，其半径均为管道粗细不计，其半径均为R，小物块可以看作质点小，小物块可以看作质点小物块与斜

8、面的动摩擦因数为物块与斜面的动摩擦因数为，物块由静止从某一高度沿，物块由静止从某一高度沿斜面下滑，至圆形管道的最低点斜面下滑，至圆形管道的最低点A时，对轨道的压力是重时，对轨道的压力是重力的力的7倍求：倍求：图图4(1)物块到达物块到达A点时的速度；点时的速度；(2)物块到达最高点物块到达最高点B时，对管道压力的大小与方向；时，对管道压力的大小与方向；(3)物块在斜面上滑动的时间物块在斜面上滑动的时间常考点三应用动力学观点和功能关系解决力学综合问题常考点三应用动力学观点和功能关系解决力学综合问题求解相对滑动物体的能量问题的方法求解相对滑动物体的能量问题的方法(1)正确分析物体的运动过程，做好受

9、力情况分析正确分析物体的运动过程，做好受力情况分析(2)利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体的速度关系利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系及位移关系(3)公式公式QFf l相对相对中中l相对相对为两接触物体间的相对位移，若物体为两接触物体间的相对位移，若物体在传送带上往复运动时，则在传送带上往复运动时，则l相对相对为总的相对路程为总的相对路程【典例【典例3】 如图如图5所示，质量为所示，质量为m1 kg的可视为质点的小物的可视为质点的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点，随传送带运点，随传送带运动到动到A点后水平抛出，小物块恰

10、好无碰撞的沿圆弧切线从点后水平抛出，小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑，圆弧轨道与质量为点进入竖直光滑圆弧轨道下滑，圆弧轨道与质量为M2 kg的足够长的小车左端在最低点的足够长的小车左端在最低点O点相切，并在点相切，并在O点滑点滑上小车，水平地面光滑，当物块运动到障碍物上小车，水平地面光滑，当物块运动到障碍物Q处时与处时与Q发生无机械能损失的碰撞，碰撞前物块和小车已经相对发生无机械能损失的碰撞，碰撞前物块和小车已经相对静止，而小车可继续向右运动静止，而小车可继续向右运动(物块始终在小车上物块始终在小车上)，小车，小车运动过程中和圆弧无相互作用已知圆弧半径运动过程中和圆弧无相互作用已知圆弧半径R1.0 m，圆弧对应的圆心角，圆弧对应的圆心角为为53，A点距水平面的高度点距水平面的高度h0.8 m，物块与小车间的动摩擦因数为，物块与小车间的动摩擦因数为0.1，重力加速，重力加速度度g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6.试求：试求：图图5(1)小物块离开小物块离开A点的水平初速度点的水平初速度v1；(2)小物块经过小物块经过O点时对轨道的压力；点时对轨道的压力；(3)第一次碰撞后直至静止，物块相对小车的位移和小车第一次碰撞后直至静止，物块相对小车