2025年高考物理一轮复习第五章　机械能守恒定律 专题强化十　动力学和能量观点的综合应用课件+讲义（教师+学生）+跟踪练习.docVIP

专题强化十动力学和能量观点的综合应用

学习目标1.会用动力学的观点分析“传送带”和“板块”模型的运动情况。

2.会用能量观点求解摩擦产生的热量等综合问题。3.会利用动力学和能量观点分析多运动组合问题。

模型一“传送带”模型

1.传送带问题的分析方法

(1)动力学角度：首先要正确分析物体的运动过程，做好受力分析，然后利用运动学公式结合牛顿第二定律求物体及传送带在相应时间内的位移，找出物体和传送带之间的位移关系。

(2)能量角度：求传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量、因放上物体而使电动机多消耗的电能等，常依据功能关系或能量守恒定律求解。

2.功能关系分析

(1)传送带克服摩擦力做的功：W=fs传，也是电动机因传送带传送物体而多做的功。

(2)系统产生的内能：Q=fs相对。

(3)功能关系分析：W=△Ek+△Ep+Q。其中△Ek表示被传送物体动能的增加量，△Ep表示被传送物体重力势能的增加量。

角度1水平传送带模型

例1(多选)在工厂中，经常用传送带传送货物。如图1所示，质量m=10kg的货物(可视为质点)从高h=0.2m的轨道上P点由静止开始下滑，货物和轨道之间的阻力可忽略不计，货物滑到水平传送带上的A点，货物在轨道和传送带连接处能量损失不计，货物和传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,传送带AB两点之间的距离L=5m,传送带一直以v=4m/s的速度顺时针匀速运动，取重力加速度g=10m/s2。装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轴处的摩擦。货物从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的有()

图1

摩擦力对货物做功为50J

货物从A运动到B用时1.5s由于摩擦而产生的热量为20J

运送货物过程中，电动机输出的电能为60J

听课笔记…………………

角度2倾斜传送带模型

例2如图2,传送带以v=10m/s的速度逆时针转动，一个质量m=1kg的物体从传送带顶端以vo=5m/s的速度沿传送带滑入，若传送带与水平方向成θ=30°

角，物体与传送带间的动摩擦因数传送带底端到顶端长L=10m,g取

10m/s2,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。求：

图2

(1)物体从传送带底端滑出时的速度大小；

(2)若在物体滑入传送带运动了0.5s时，传送带突然停止，物体在传送带上滑动过程中，因与传送带间摩擦而产生的热量。

模型二“滑块—木板”模型

1.模型分类

“滑块—木板”模型根据情况可以分成水平面上的“滑块一木板”模型和斜面上的“滑块一木板”模型。

2.位移关系

滑块从木板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和木板沿同一方向运动，则滑块的位移大小和木板的位移大小之差等于木板的长度；若滑块和木板沿相反方向运动，则滑块的位移大小和木板的位移大小之和等于木板的长度。

3.解题关键

找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口，求解中应注意联系两个过程的纽带：每一个过程的末速度是下一个过程的初速度。

角度1水平面上“滑块—木板”模型

例3(多选)(2023·全国乙卷)如图3,一质量为M、长为1的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m的小物块(可视为质点)从木板上的左端以速度vo开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为f,当物块从木板右端离开时()

图3

木板的动能一定等于fl木板的动能一定小于fl 物块的动能一定大

物块的动能一定小

听课笔记...-----.

跟踪训练

(多选)如图4所示，质量为M、长为L的木板置于光滑的水平地面上，一质量为m的滑块放置在木板左端，滑块与木板间的滑动摩擦力大小为f,用水平的恒定拉力F作用于滑块。当滑块运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为s,滑块的速度为v?,木板的速度为v?,下列说法中正确的是()

图4

越大，滑块到达木板右端所用时间越短越大，s越小越大，滑块与木板间产生的热量越多

越大，滑块到达木板右端所用时间越短越大，s越小

越大，滑块与木板间产生的热量越多

角度2倾斜面上“滑块—木板”模型

例4如图5所示，一倾角为θ=30°的足够长光滑斜面固定在水平面上，斜面下端有一与斜面垂直的固定挡板，将一质量为m的木板放置在斜面上，木板的上端有一质量为m的小物块(视为质点),物块和木板间最大静摩擦力等于滑动摩擦力且大小恒为kmg(0.5k1),初始时木板下端与挡板的距离为L。现由静止同时释放物块和木板，物块和木