2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)学生用-专题强化十 动力学和能量观点的综合应用.docxVIP

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.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=Ffx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=Ffx相对。

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

例1(2025·云南多校高三联考)如图所示,一固定的四分之一光滑圆弧轨道与逆时针匀速传动的水平传送带平滑连接于N点,圆弧轨道半径为R。质量为m的小滑块自圆弧轨道最高点M由静止释放,滑块在传送带上运动一段时间后返回圆弧轨道,第一次上升的最高点距N点高度为23R,重力加速度为g。则以下说法正确的是(

A.传送带匀速传动的速度大小为2

B.经过足够长的时间,小滑块最终静止于N点

C.小滑块第二次上升的最高点距N点高度为13

D.小滑块第一次在传送带上运动的整个过程中产生的热量大于13

听课笔记?

?

例2(2025·北京市八一学校高三月考)如图所示,传送带与水平面之间的夹角为30°,其上A、B两点间的距离为5m,传送带在电动机的带动下以v=1m/s的速度匀速运转,现将一质量为m=10kg的小物块(可视为质点)轻放在传送带上的A点,已知小物块与传送带间的动摩擦因数μ=32,则在传送带将小物块从A传送到B的过程中,g=10m/s2。求

(1)小物块在传送带上加速过程中的加速度大小;

(2)传送带对小物块做的功;

(3)因传送小物块,电动机额外做的功。

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

例3(2025·四川宜宾模拟)如图甲为皮带输送机简化模型图,皮带输送机倾角θ=37°,顺时针匀速转动,在输送带下端A点无初速放入货物。货物从下端A点运动到上端B点的过程中,其机械能E与位移x的关系图像(以A位置所在水平面为参考平面)如图乙所示。货物视为质点,质量m=10kg,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列说法正确的是()

A.货物与输送带间的动摩擦因数为0.75

B.输送带A、B两端点间的距离为8m

C.货物从下端A点运动到上端B点的时间为9s

D.皮带输送机因运送该货物而多消耗的能量为585J

听课笔记?

?

模型二“滑块—木板”模型

1.动力学分析:分别对滑块和木板进行受力分析,根据牛顿第二定律求出各自的加速度;从放上滑块到二者速度相等,所用时间相等,由t=Δv2a2=Δv1a1

2.功和能分析:对滑块

和木板分别运用动能定理,或者对系统运用能量守恒定律。如图所示,要注意区分三个位移。

(1)求摩擦力对滑块做功时用滑块对地的位移x滑;

(2)求摩擦力对木板做功时用木板对地的位移x板;

(3)求摩擦生热时用相对位移Δx。

例4(2025·河南开封联考)如图所示,一质量为M、长为l的木板静止在光滑水