第五课时应用动力学观点和能量观点突破力学压轴题

1、第第5课时课时(小专题小专题)应用动力学观点和能应用动力学观点和能量观点突破力学压轴题量观点突破力学压轴题突破一应用动力学和能量观点分析直线、平抛和圆周运动突破一应用动力学和能量观点分析直线、平抛和圆周运动 组合问题组合问题这这类模型一般不难，各阶段的运动过程具有独立性，只要类模型一般不难，各阶段的运动过程具有独立性，只要对不同过程分别选用相应规律即可，两个相邻的过程连接对不同过程分别选用相应规律即可，两个相邻的过程连接点的速度是联系两过程的纽带。很多情况下平抛运动末速点的速度是联系两过程的纽带。很多情况下平抛运动末速度的方向是解决问题的重要突破口。度的方向是解决问题的重要突破口。【典例典例1

2、】如如图图1所示，将一质量所示，将一质量m0.1 kg的小球自水平平台顶端的小球自水平平台顶端O点水平抛点水平抛出，小球恰好无碰撞地落到平台右侧一倾角为出，小球恰好无碰撞地落到平台右侧一倾角为53的光滑斜面顶端的光滑斜面顶端A并并沿斜面下滑，斜面底端沿斜面下滑，斜面底端B与光滑水平轨道平滑连接，小球以不变的速率过与光滑水平轨道平滑连接，小球以不变的速率过B点后进入点后进入BC部分，再进入竖直圆轨道内侧运动。已知斜面顶端与平台的高部分，再进入竖直圆轨道内侧运动。已知斜面顶端与平台的高度差度差h3.2 m，斜面高，斜面高H15 m，竖直圆轨道半径，竖直圆轨道半径R5 m。取。取sin 530.8，

3、cos 530.6，g10 m/s2，求：，求：(1)小球水平抛出的初速度小球水平抛出的初速度v0及斜面及斜面顶端与平台边缘的水平距离顶端与平台边缘的水平距离x；(2)小球从平台顶端小球从平台顶端O点抛出至落到点抛出至落到斜面底端斜面底端B点所用的时间；点所用的时间；(3)若竖直圆轨道光滑，小球运动到若竖直圆轨道光滑，小球运动到圆轨道最高点圆轨道最高点D时对轨道的压力。时对轨道的压力。图1【变式训练变式训练】1 图图2所示，用内壁光滑的薄壁细管弯成的所示，用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内，其形轨道固定于竖直平面内，其弯曲部分是由两个半径均为弯曲部分是由两个半径均为R0.2

4、 m的半圆平滑对接而成的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于圆的半径远大于细管内径细管内径)。轨道底端。轨道底端A与水平地面相切，顶端与一个长为与水平地面相切，顶端与一个长为l0.9 m的水平轨的水平轨道相切道相切B点。一倾角为点。一倾角为37的倾斜轨道固定于右侧地面上，其顶点的倾斜轨道固定于右侧地面上，其顶点D与水与水平轨道的高度差为平轨道的高度差为h0.45 m，并与其它两个轨道处于同一竖直平面内。，并与其它两个轨道处于同一竖直平面内。一一质量为质量为m0.1 kg的小物体的小物体(可视为质点可视为质点)在在A点被弹射入点被弹射入“S”形轨道内，沿轨形轨道内，沿轨道道ABC运动，并恰好从运动，

5、并恰好从D点无碰撞地落到倾斜轨道上。小物体与点无碰撞地落到倾斜轨道上。小物体与BC段间的动段间的动摩擦因数摩擦因数0.5。(不计空气阻力。不计空气阻力。g取取10 m/s2。sin 370.6，cos 370.8)图2(1)小物体从小物体从B点运动到点运动到D点所用的时间；点所用的时间；(2)小物体在小物体在A点获得的动能。点获得的动能。(3)小物体在小物体在A点获得的动能。点获得的动能。突破二应用动力学和能量观点分析传送带、滑块突破二应用动力学和能量观点分析传送带、滑块滑板模型滑板模型1方法技巧方法技巧若若一个物体或多个物体参与了多个运动过程，有的过程只一个物体或多个物体参与了多个运动过程，

6、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，则要用动力学方法求解；若某过程涉及做功和能量转化问题，要用动力学方法求解；若某过程涉及做功和能量转化问题，则要考虑应用动能定理、机械能守恒定律或功能关系求解。则要考虑应用动能定理、机械能守恒定律或功能关系求解。2解题模板解题模板【典例典例2】 如如图图3所示，所示，x轴与水平传送带重合，坐标原点轴与水平传送带重合，坐标原点O在传送带的左端，在传送带的左端，传送带长传送带长L8 m，匀速运动的速度，匀速运动的速度v05 m/s。一质量。一质量m1 kg的小物块，的小物块，轻轻放在传送带上轻

7、轻放在传送带上xP2 m的的P点。小物块随传送带运动到点。小物块随传送带运动到Q点后冲上光滑点后冲上光滑斜面且刚好到达斜面且刚好到达N点点(小物块到达小物块到达N点后被收集，不再滑下点后被收集，不再滑下)。若小物块经过。若小物块经过Q处无机械能损失，小物块与传送带间的动摩擦因数处无机械能损失，小物块与传送带间的动摩擦因数0.5，重力加速度，重力加速度g10 m/s2。求：。求：(1)N点的纵坐标；点的纵坐标；(2)小物块在传送带上运动产生的热量；小物块在传送带上运动产生的热量；(3)若将小物块轻轻放在传送带上的某些位置，若将小物块轻轻放在传送带上的某些位置，最终均能沿光滑斜面越过纵坐标最终均能

8、沿光滑斜面越过纵坐标yM0.5 m的的M点，求这些位置的横坐标范围。点，求这些位置的横坐标范围。图图3第一步：抓住关键点第一步：抓住关键点挖掘信息挖掘信息力学综合题中多过程问题的分析思路力学综合题中多过程问题的分析思路(1)对力学综合题中的多过程问题，关键是抓住物理情境中出对力学综合题中的多过程问题，关键是抓住物理情境中出现的运动状态与运动过程，将物理过程分解成几个简单的子现的运动状态与运动过程，将物理过程分解成几个简单的子过程。过程。(2)找出各阶段是由什么物理量联系起来的，然后对于每一个找出各阶段是由什么物理量联系起来的，然后对于每一个子过程分别进行受力分析、过程分析和能量分析，选择合适子

9、过程分别进行受力分析、过程分析和能量分析，选择合适的规律列出相应的方程求解。的规律列出相应的方程求解。【变式训练变式训练】2如如图图4为某生产流水线工作原理示意图。足够长的工作平台上有一小孔为某生产流水线工作原理示意图。足够长的工作平台上有一小孔A，一定长，一定长度的操作板度的操作板(厚度可忽略不计厚度可忽略不计)静止于小孔的左侧，某时刻开始，零件静止于小孔的左侧，某时刻开始，零件(可视为质点可视为质点)无初速度地放上操作板的中点，同时操作板在电动机带动下向右做匀加速直线运无初速度地放上操作板的中点，同时操作板在电动机带动下向右做匀加速直线运动，直至运动到动，直至运动到A孔的右侧孔的右侧(忽略小孔对操作板运动的影响忽略小孔对操作板运动的影响)，最终零件运动到，最终零件运动到A孔孔时速度恰好为零，并由时速度恰好为零，并由A孔下落进入下一道工序。孔下落进入下一道工序。 已知零件与操作板间的动摩擦已知零件与操作板间的动摩擦因数因数10.05，零件与工作台间的动摩擦因数，零件与工作台间的动摩擦因数20.025，不计操作板与工作台间，不计操作板与工作台间的摩擦。重力加速度的摩擦。重力加速度g10 m/s2。求：。