2020届高考物理一轮复习专题三小专题1动力学中常考的物理模型课件

小专题1

动力学中常考的物理模型小专题1动力学中常考的物理模型1突破1“等时圆”模型1.等时圆模型的处理突破1“等时圆”模型1.等时圆模型的处理2

2.等时性的证明 2.等时性的证明3

【典题1】如图Z1-1所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为圆周的最低点.每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环A、B、C分别从a、b、c处由静止开始释放，用t1、t2、t3

依次表示滑环A、B、C到达d点所用的时间，则()图Z1-1A.t1<t2<t3

B.t1>t2>t3

C.t3>t1>t2

D.t1＝t2＝t3 【典题1】如图Z1-1所示，ad、bd、cd是竖直4图Z1-2答案：D图Z1-2答案：D5

【考点突破1】如图Z1-3

所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点，与竖直墙相切于A点.竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°，C是圆环轨道的圆心.已知在同一时刻a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM运动到M点；c球由C点自由下落到M点.则()A.a球最先到达M点B.b球最先到达M点C.c球最先到达M点D.b球和c球都可能最先到达M点图Z1-3 【考点突破1】如图Z1-3所示，位于竖直平面内的固定6答案：C答案：C7三种情景图示滑块可能的运动情况情景1①可能一直加速②可能先加速后匀速情景2①v0>v，可能一直减速，也可能先减速再匀速②v0＝v，一直匀速③v0<v时，可能一直加速，也可能先加速再匀速突破2考向1“传送带”模型水平传送带模型三种情景图示滑块可能的运动情况情景1①可能一直加速情景28三种情景图示滑块可能的运动情况情景3①传送带较短时，滑块一直减速到达左端②传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端.其中v0>v返回时速度为v，当v0<v返回时速度为v0(续表)

[思维拓展]计算物体与传送带间的相对路程要分两种情况：①若二者同向，则Δs＝|s传－s物|；②若二者反向，则Δs＝|s传|＋|s物|.三种情景图示滑块可能的运动情况情景3①传送带较短时，滑块一9

【典题2】如图Z1-4所示为车站使用的水平传送带模型，其A、B两端的距离L＝8m，它与水平台面平滑连接.现有一物块以v0＝10m/s的初速度从A端水平地滑上传送带.已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.6.试求：图Z1-4(1)若传送带保持静止，物块滑到B端时的速度大小？ 【典题2】如图Z1-4所示为车站使用的水平传送带模型10(2)若传送带顺时针匀速转动的速率恒为12m/s，则物块到达B端时的速度大小？

(3)若传送带逆时针匀速转动的速率恒为4m/s，且物块初速度变为v0′＝6m/s，仍从A端滑上传送带，求物块从滑上传送带到离开传送带的总时间.(2)若传送带顺时针匀速转动的速率恒为12m/s，则物块112020届高考物理一轮复习专题三小专题1动力学中常考的物理模型课件122020届高考物理一轮复习专题三小专题1动力学中常考的物理模型课件132020届高考物理一轮复习专题三小专题1动力学中常考的物理模型课件14

【考点突破2】如图Z1-5所示，水平方向的传送带顺时针转动，传送带速度大小恒为v＝2m/s，两端A、B间距离为3m.一物块从B端以初速度v0＝4m/s滑上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.4，g取10m/s2.物块从滑上传送带至离开传)送带的过程中，速度随时间变化的图象是图中的(

图Z1-5ABCD答案：B 【考点突破2】如图Z1-5所示，水平方向的传送带顺时15两种情景图示滑块可能的运动情况情景1(皮带轮顺时针转)v>v0≥0①可能一直加速②可能先加速后匀速v0>v①可能一直匀减速②可能先减速后匀速③可能先以a1减速后以a2减速考向2倾斜传送带模型两种情景图示滑块可能的运动情况情景1(皮v>v0≥0①可16两种情景图示滑块可能的运动情况情景2(皮带轮逆时针转)v>v0≥0①可能一直加速②可能先加速后匀速③可能先以a1加速后以a2加速v0>v①可能一直加速②可能一直减速③可能先减速后匀速(续表)两种情景图示滑块可能的运动情况情景2(皮v>v0≥0①17

[思维拓展]物体沿倾角为θ的传送带传送时，可以分为两类：物体由底端向上运动，或者由顶端向下运动.解决倾斜传送带问题时要特别注意mgsinθ与μmgcosθ的大小和方向的关系，进一步判断物体所受合力与速度方向的关系，确定物体运动情况. [思维拓展]物体沿倾角为θ的传送带传送时，可以分为两类：18

【典题3】(2018

年湖北荆州模拟)如图Z1-6所示为货场使用的传送带的模型，传送带倾斜放置，与水平面夹角为θ＝37°，传送带AB足够长，传送皮带轮以大小为v＝2m/s的恒定速率顺时针转动.一包货物以v0＝12m/s的初速度从A端滑上倾斜传送带，若货物与皮带之间的动摩擦因数μ＝0.5，且可将货物视为质点.(g＝10m/s2，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)求货物刚滑上传送带时加速度为多大？(2)经过多长时间货物的速度和传送带的速度相同？这时货物相对于地面运动了多远？ 【典题3】(2018年湖北荆州模拟)如图Z1-6所19(3)从货物滑上传送带开始计时，货物再次滑回A端共用了多长时间？图Z1-6(3)从货物滑上传送带开始计时，货物再次滑回A端共用了多20

解：(1)设货物刚滑上传送带时加速度为a1，货物受力如图Z1-7所示

根据牛顿第二定律得图Z1-7沿传送带方向mgsinθ＋Ff＝ma1垂直传送带方向mgcosθ＝FN又Ff＝μFN由以上三式得a1＝g(sinθ＋μcosθ)＝10×(0.6＋0.5×0.8)m/s2＝10m/s2，方向沿传送带向下. 解：(1)设货物刚滑上传送带时加速度为a1，货物受力如图图212020届高考物理一轮复习专题三小专题1动力学中常考的物理模型课件222020届高考物理一轮复习专题三小专题1动力学中常考的物理模型课件23

【考点突破3】如图Z1-8所示为粮袋的传送装置，已知A、B两端间的距离为L，传送带与水平方向的夹角为θ，工作时运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ，正常工作时工人在A端将粮袋放到运行中的传送带上.设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度大小为g.关于粮袋从A到B的运动，以下说法正确的是()图Z1-8 【考点突破3】如图Z1-8所示为粮袋的传送装置，已知24A.粮袋到达B端的速度与v比较，可能大，可能小也可能相等B.粮袋开始运动的加速度为g(sinθ－μcosθ)，若L足够大，则以后将以速度v做匀速运动C.若μ≥tanθ，则粮袋从A端到B端一定是一直做加速运动D.不论μ大小如何，粮袋从A到B端一直做匀加速运动，且加速度a≥gsinθA.粮袋到达B端的速度与v比较，可能大，可能小也可能25解析：若传送带较短，粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动，到达B端时的速度小于v；若传送带较长，μ≥tanθ，则粮袋先做匀加速运动，当速度与传送带的速度相同后，做匀速运动，到达B端时速度与v相同；若μ＜tanθ，则粮袋先做加速度为g(sinθ＋μcosθ)的匀加速运动，当速度与传送带相同后做加速度为g(sinθ－μcosθ)的匀加速运动，到达B端时的速度大于v，A正确；粮袋开始时速度小于传送带的速度，相对传送带的运动方向是沿传送带向上，所以受到沿传送带向下的滑动解析：若传送带较短，粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动，到达26摩擦力，大小为μmgcosθ，根据牛顿第二定律得加速度a＝mgsinθ＋μmgcosθ m＝g(sinθ＋μcosθ)，B错误；若μ≥tanθ，粮袋从A到B可能是一直做匀加速运动，也可能先匀加速运动，当速度与传送带的速度相同后，做匀速运动，C、D错误.

答案：A摩擦力，大小为μmgcosθ，根据牛顿第二定律得加速度27运动状态板块速度不相等板块速度相等瞬间板块共速运动处理方法隔离法假设法整体法突破3“滑块—木板”模型如图Z1-9所示，解决此模型的基本思路如下：

图Z1-9运动板块速度不相等板块速度相等瞬间板块共速运动处理隔离法假设28运动状态板块速度不相等板块速度相等瞬间板块共速运动具体步骤对滑块和木板进行隔离分析，弄清每个物体的受力情况与运动过程假设两物体间无相对滑动，先用整体法算出一起运动的加速度，再用隔离法算出其中一个物体“所需要”的摩擦力Ff；比较Ff与最大静摩擦力Ffm的关系，若Ff>Ffm，则发生相对滑动将滑块和木板看成一个整体，对整体进行受力分析和运动过程分析(续表)运动板块速度不相等板块速度相等瞬间板块共速运动具体对滑块和木29运动状态板块速度不相等板块速度相等瞬间板块共速运动临界条件①两者速度达到相等的瞬间，摩擦力可能发生突变②当木板的长度一定时，滑块可能从木板滑下，恰好滑到木板的边缘，二者共速是滑块滑离木板的临界条件相关知识时间及位移关系式、运动学公式、牛顿运动定律、动能定理、功能关系等(续表)运动板块速度不相等板块速度相等瞬间板块共速运动临界①两者速度30

【典题4】(2017

年新课标Ⅲ卷)如图Z1-10，两个滑块

A和B的质量分别为mA＝1kg和mB＝5kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为μ1＝0.5；木板的质量为m＝4kg，与地面间的动摩擦因数为μ2＝0.1.某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v0＝3m/s.A、B相遇时，A与木板恰好相对静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g＝10m/s2.求： (1)B与木板相对静止时，木板的速度.(2)A、B开始运动时，两者之间的距离.图Z1-10 【典题4】(2017年新课标Ⅲ卷)如图Z1-10，两个滑31

解：(1)滑块A和B在木板上滑动时，木板也在地面上滑动.设A、B和木板所受的摩擦力大小分别为Ff1、Ff2和Ff3，A和B相对于地面的加速度大小分别为aA

和aB，木板相对于地面的加速度大小为a1.在滑块B与木板达到共同速度前有Ff1＝μ1mAg

①Ff2＝μ1mBg

②Ff3＝μ2(m＋mA＋mB)g

③由牛顿第二定律得Ff1＝mAaA

④ 解：(1)滑块A和B在木板上滑动时，木板也在地面上32Ff2＝mBaB

⑤Ff2－Ff1－Ff3＝ma1

⑥设在t1时刻，B与木板达到共同速度，其大小为v1.由运动学公式有v1＝v0－aBt1

⑦v1＝a1t1

⑧联立①②③④⑤⑥⑦⑧式，代入已知数据得v1＝1m/s，方向与B的初速度方向相同.

⑨Ff2＝mBaB⑤33(2)在t1

时间间隔内，B相对于地面移动的距离为⑩

设在B与木板达到共同速度v1

后，木板的加速度大小为a2.对于B与木板组成的系统，由牛顿第二定律有Ff1＋Ff3＝(mB＋m)a2⑪由①②④⑤式知，aA＝aB；再由⑦⑧式知，B与木板达到共同速度时，A的速度大小也为v1，但运动方向与木板相反.由题意知，A和B相遇时，A与木板的速度相同，设其大小为v2.设A的速度大小从v1变到v2所用的时间为t2，则由运动学公式，对木板有(2)在t1时间间隔内，B相对于地面移动的距离为⑩ 设342020届高考物理一轮复习专题三小专题1动力学中常考的物理模型课件35s0＝sA＋s1＋sB⑯联立以上各式，并代入数据得s0＝1.9m.⑰(也可用如图Z1-11所示的速度-时间图线求解)

图Z1-11s0＝sA＋s1＋sB⑯联立以上各式，并代入数据得s0＝1.36

【考点突破4】如图Z1-12所示，质量m＝1kg的物块A放在质量M＝4kg木板B的左端，起初A、B静止在水平地面上.现用一水平向左的力F作用在木板B上，已知A、B之间的动摩擦因数为μ1＝0.4，地面与B之间的动摩擦因数