高考物理一轮复习课件功和能动能定理与叠放体（板块）问题

高中物理解题模型高中物理

一轮复习功和能（4/6）1恒力做功2变力做功3功率高中物理

一轮复习4动能定理5机械能守恒6功能关系功和能（4/6）功和能—动能定理（中）相关知识：1.滑动摩擦力产生内能：f⊿s=QLmvmv0光滑MμmMLM-fLm=mv2-mv021212fLM=Mv212说明：滑动摩擦力一定产生热能，静摩擦力不产生热能；2.动能定理与板块问题：mv0光滑MμFv0′v0FBAd【例题1】质量为m的物块以一定的初速度v0滑上静止在光滑水平面上的板块，板块质量为M，其中物块与板块之间的动摩擦因数为μ，假设板块的长度足够长；求：整个过程中产生的内能；总结：1.方法一和方法二好像在循环论证，但也可以认为是逻辑自洽；2.本题展现了三种力学解题方法，这是三把解开力学大门的钥匙。功和能—动能定理（中）mv0光滑MμQ=mv02-(m+M)v共21212Q=2(M+m)Mmv02方法二：am=μgaM=Mμmgv0-amt=aMtt=μg(M+m)Mv0v共=M+mmv0方法一：am=μgaM=Mμmgv0-amt=aMtt=μg(M+m)Mv0v共=M+mmv02μg(M+m)2M2v02+2Mmv02Lm=vmt=LM=vMt=2μg(M+m)2Mmv02⊿s=2μg(M+m)Mv02Q=μmg⊿s=2(M+m)Mmv02Q=mv02-(m+M)v共21212方法三：mv0=(M+m)v共Q=2(M+m)Mmv02【例题2】（1）如图，质量为M=2kg，长为L=2m木板静止放置在光滑水平面上，其左端放置一质量为m=1kg的木块（可视为质点），木块与木板间动摩擦因数，用水平向右F=4N力作用在木块上，一段时间，木块从长木板另一端滑出。求：产生的热能、木块（木板）获得的动能及力F做功；总结：1.目前涉及时间求解只能用牛顿定律求解，通过时间求解再确定各物体位移，最终确定做功；2.此类习题求解方式并不唯一，也可先求各物体的动能，再根据能量守恒解内能。功和能—动能定理（中）（2）如图，质量M=8kg小车放在光滑水平面上，给小车施加一个水平向右的恒力F=8N，当向右的速度v0时，有一物块以水平向左的初速度v0滑上小车的右端，物块质量m=2kg，物块与小车动摩擦因数，小车足够长。求：系统因摩擦产生的内能；F物块：a块=(F-μmg)/m=2m/s2木板：a板=μmg/M=1m/s2Q=μmgL=4JL=a块t2-a板t21212t=2sEk块=ma块L块=8JWF=FL块=16JEk板=μmgL板=4JL块=a块t2=4m12L板=2mv0′v0F物块：am=μmg/m=2m/s2木板：aM=(F-μmg)/M=0.5m/s2Q=μmg⊿s=12J-v0′+amt=v0+aMtt=2sv=2m/sLm=vmt=0LM=vMt=3m⊿s=3m（取小车为研究对象，物块为参考系：⊿v0=3m/s⊿v=0⊿a=-1.5m/s2⊿s=3m）【例题3】如图所示，一质量为m、足够长的小车A静止在光滑的水平地面上，其左端与左侧墙面之间的距离为d，小车A右端放着质量也为m的小滑块B（可视为质点），A、B间动摩擦因数为k（k>1），现对A、B同时施加一个水平向左、大小为F=mg的恒力，使它们由静止开始运动。已知小车A与墙面发生碰撞的时间极短且无能量损失，不计空气阻力；求：①小车A第一次与墙面碰撞后，小滑块B的加速度aB；②小车A从开始运动到第二次与墙面碰撞的过程中通过的路程SA；③从小车和滑块开始运动到都静止，滑块相对于小车所走的路程L；总结：1.牛顿定律解题特点是对细节过程进行严格把握和推理；2.动能定理可以解决复杂的多过程运动，不需要太过关注细节过程。功和能—动能定理（中）BAd①F-kmg=maBaB=(1-k)gF+kmg=maA2F=2ma0②v12=2a0dv12=2aAS1SA=2S1+dk+3SA=dk+1AdS1③最终：小车停在墙面处，小车位移为d；滑块停在小车上，设物块位移为SFd+FS=fLL=S-dL=k-12dBABAd功和能—动能定理（中）例题1例题2例题3【例题1】质量为m的物块以一定的初速度v0滑上静止在光滑水平面上的板块，板块质量为M，其中物块与板块之间的动摩擦因数为μ，假设板块的长度足够长；求：整个过程中产生的内能；mv0光滑MμQ=mv02-(m+M)v共21212Q=2(M+m)Mmv02方法二：am=μgaM=Mμmgv0-amt=aMtt=μg(M+m)Mv0v共=M+mmv0方法一：am=μgaM=Mμmgv0-amt=aMtt=μg(M+m)Mv0v共=M+mmv02μg(M+m)2M2v02+2Mmv02Lm=vmt=LM=vMt=2μg(M+m)2Mmv02⊿s=2μg(M+m)Mv02Q=μmg⊿s=2(M+m)Mmv02Q=mv02-(m+M)v共21212方法三：mv0=(M+m)v共Q=2(M+m)Mmv02功和能—动能定理（中）例题1例题2例题3【例题2】（1）如图，质量为M=2kg，长为L=2m木板静止放置在光滑水平面上，其左端放置一质量为m=1kg的木块（可视为质点），木块与木板间动摩擦因数μ=0.2，用水平向右F=4N力作用在木块上，一段时间，木块从长木板另一端滑出。求：产生的热能、木块（木板）获得的动能及力F做功；（2）如图，质量M=8kg小车放在光滑水平面上，给小车施加一个水平向右的恒力F=8N，当向右的速度v0=1.0m/s时，有一物块以水平向左的初速度v0′=2.0m/s滑上小车的右端，物块质量m=2kg，物块与小车动摩擦因数μ=0.2，小车足够长。求：系统因摩擦产生的内能；F物块：a块=(F-μmg)/m=2m/s2木板：a板=μmg/M=1m/s2Q=μmgL=4JL=a块t2-a板t21212t=2sEk块=ma块L块=8JWF=FL块=16JEk板=μmgL板=4JL块=a块t2=4m12L板=2mv0′v0F物块：am=μmg/m=2m/s2木板：aM=(F-μmg)/M=0.5m/s2Q=μmg⊿s=12J-v0′+amt=v0+aMtt=2sv=2m/sLm=vmt=0LM=vMt=3m⊿s=3m（取小车为研究对象，物块为参考系：⊿v0=3m/s⊿v=0⊿a=-1.5m/s2⊿s=3m）功和能—动能定理（中）例题1例题2例题3【例题3】如图所示，一质量为m、足够长的小车A静止在光滑的水平地面上，其左端与左侧墙面之间的距离为d，小车A右端放着质量也为m的小滑块B（可视为质点），A、B间动摩擦因数为k（k>1），现对A、B同时施加一个水平向左、大小为F=mg的恒力，使它们由静止开始运动。已知小车A与墙面发生碰撞的时间极短且无能量损失，不计空气阻力；求：①小车A第一次与墙面碰撞后，小滑块B的加速度aB；②小车A从开始运动到第二次与墙面碰撞的过程中通过的路程SA；③从小车和滑块开始运动到都静止，滑块相对于小车所走的路程L；BAd①F-kmg=maBaB=(1-k)gF+kmg=maA2F=2mAa0②v12=2a0dv12=2aAS1SA=2S1+dk+3SA=dk+1AdS1③最终：小车停在墙面处，小车位移为d；滑块停在小车上，设物块位移为SFd+FS=fLL=S-dL=k-12d本节重点：4.动能定理：适合非匀变速运动和复杂过程的求解，但解不出时间；2.牛顿定律：