二轮复习第7讲动力学和能量观点的综合应用课件（24张）

第7讲动力学和能量观点的综合应用题型1用动力学和能量观点解决传送带问题1.传送带中动力学注意问题(1)摩擦力的方向及存在阶段的判断。(2)物体能否达到与传送带共速的判断。(3)物体能与传送带共速(摩擦力突变)。2.传送带中摩擦力做功与能量转化摩擦力做功的特点(1)静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。(2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总是等于零,不会转化为内能滑动摩擦力做功的特点(1)滑动摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。(2)相互间存在滑动摩擦力的系统内,一对滑动摩擦力做功之和的绝对值等于产生的内能摩擦生热的计算(1)Q=Ff·s相对,其中s相对为相互摩擦的两个物体间的相对路程。(2)传送带因传送物体多消耗的能量等于物体增加的机械能与系统产生的内能之和[例1](2022·台州二模)如图所示,两段半径均为R=1m的光滑圆弧AB、CD的左右两侧分别连接斜面和传送带,两个足够长的相同斜面的倾角均为β=37°。一质量m=0.1kg可视为质点的物块在右侧斜面的E点从静止开始下滑,同时传送带以速度v=3m/s顺时针转动。物块第一次滑到传送带C点时的速度为4m/s,已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ1=0.15,与斜面间的动摩擦因数μ2=0.5,传送带BC长L=3m,sinβ=0.6,cosβ=0.8,g取10m/s2。求:(1)物块经过圆弧最低点B时(尚未滑上传送带),物块对轨道的弹力;答案:(1)3.5N,方向竖直向下[例1](2022·台州二模)如图所示,两段半径均为R=1m的光滑圆弧AB、CD的左右两侧分别连接斜面和传送带,两个足够长的相同斜面的倾角均为β=37°。一质量m=0.1kg可视为质点的物块在右侧斜面的E点从静止开始下滑,同时传送带以速度v=3m/s顺时针转动。物块第一次滑到传送带C点时的速度为4m/s,已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ1=0.15,与斜面间的动摩擦因数μ2=0.5,传送带BC长L=3m,sinβ=0.6,cosβ=0.8,g取10m/s2。求:(2)若传送带以3m/s的速度逆时针转动,物块第一次到达左侧斜面的最高点与D点的距离;答案:(2)0.6m[例1](2022·台州二模)如图所示,两段半径均为R=1m的光滑圆弧AB、CD的左右两侧分别连接斜面和传送带,两个足够长的相同斜面的倾角均为β=37°。一质量m=0.1kg可视为质点的物块在右侧斜面的E点从静止开始下滑,同时传送带以速度v=3m/s顺时针转动。物块第一次滑到传送带C点时的速度为4m/s,已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ1=0.15,与斜面间的动摩擦因数μ2=0.5,传送带BC长L=3m,sinβ=0.6,cosβ=0.8,g取10m/s2。求:(3)若传送带以大于4m/s的速度逆时针转动,物块在斜面上运动的总路程s与传送带的速度v之间的关系。[拓展训练1](多选)如图所示,一物块置于足够长的水平传送带上,弹簧左端固定在竖直墙壁上,弹簧右端与物块接触但不拴接,墙壁与物块间系不可伸长的轻绳使水平方向的弹簧处于压缩状态,压缩量为0.2m(弹性限度内)。已知物块质量为0.5kg。物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10m/s2。若传送带不动,剪断轻绳,当弹簧刚好恢复原长时物块的速度为零;若传送带以v=3m/s的速度顺时针匀速转动,则剪断轻绳后(

)BDA.在弹簧恢复原长的过程中,物块向右先做加速运动,后做减速运动B.弹簧恢复原长时,物块速度大小为2m/sC.物块在传送带上运动的过程中,摩擦力对物块做功为2.5JD.弹簧恢复原长后,物块与传送带之间由于摩擦而产生的热量为0.25J(1)一件货物由底端经多长时间与传送带共速?解析:(1)对货物进行受力分析,由牛顿第二定律得μmgcosθ-mgsinθ=ma,设货物由底端经时间t1与传送带共速,有v=at1,解得t1=1.2s。答案:(1)1.2s(2)一件货物由底端到顶端运动的过程中,摩擦力对该货物做的功是多少?答案:(2)295J(3)与未放货物相比,电动机每小时需多提供多少电能?(结果保留2位有效数字)答案:(3)1.5×106J题型2用动力学和能量观点解决多过程问题1.解题技巧(1)拆:把整个过程拆分为多个子过程,变为熟悉的运动模型。(2)找:在题目中找“恰好”“恰能”“最高”“至少”等关键词,找出对应的临界条件。(3)用:选择合适的规律列方程。(4)注意:注意分析“界点”的速度大小和方向,界点速度是上一过程的末速度,又是下一过程的初速度,在解题过程中有重要的作用。2.对于涉及滑动摩擦力的过程,一定不能用机械能守恒定律来求解。3.对于非匀变速直线运动过程,不能用运动学公式求解,但可用动能定理、能量守恒定律或功能关系求解。[例2](多选)如图所示为某探究活动小组设计的节能运输系统。斜面轨道倾角为30°,质量为m的木箱在轨道顶端A时,自动装货装置将质量为3m的货物装入木箱,然后木箱载着货物(木箱和货物都可看作质点)沿轨道无初速度滑下,到B点接触轻弹簧,又压缩至最低点C,自动卸货装置立刻将货物卸下,然后木箱恰好被弹回到轨道顶端,再重复上述过程。已知A、C间距为L,重力加速度为g。下列说法正确的是(

)CDA.在木箱上滑的过程中,与弹簧分离时木箱的速度最大B.弹簧被压缩至最低点C时,其弹性势能为C.在木箱从斜面顶端A下滑至再次回到顶端的过程中,因摩擦产生的热量为D.若货物没有被拿出且能离开弹簧,木箱能够上升的最高位置距离A点为BC[拓展训练4](多选)如图甲所示,光滑水平面AB与竖直面内的粗糙程度均匀的半圆形导轨CDB在B点平滑相接,半圆形导轨半径R=0.4m,D为半圆形导轨的中点。一质量为m=0.1kg的物体(可视为质点)将弹簧压缩到A点后由静止释放,在弹力作用下获得向右的速度后脱离弹簧,从B点进入半圆形导轨,物体在半圆形导轨上运动时速度的平方与其上升高度的关系如图乙所示,重力加速度g取