届二轮复习 动力学和能量观点的综合应用名师公开课优质学案 全国通用.docx

1、届二轮复习 动力学和能量观点的综合应用 名师公开课优质学案 全国通用第2课时动力学和能量观点的综合应用高考题型1动力学方法和动能定理的综合应用1相关规律和方法 动力学规律主要有：运动学的基本规律、牛顿运动定律、圆周运动的知识和动能定理2解题技巧如果涉及到加速度、时间和受力的分析和计算，一般应用动力学方法；如果只涉及位移、功和能量的转化问题，通常采用动能定理分析例1(2018河南省周口市期末) 如图1所示，半径R0.3 m的竖直圆槽形光滑轨道与水平轨道AC相切于B点，水平轨道的C点固定有竖直挡板，轨道上的A点静置有一质量m1 kg的小物块(可视为质点)现给小物块施加一大小为F6.0 N、方向水平

2、向右的恒定拉力，使小物块沿水平轨道AC向右运动，当运动到AB之间的D点(图中未画出)时撤去拉力，小物块继续滑行到B点后进入竖直圆槽形轨道做圆周运动，当物块运动到最高点时，由压力传感器测出小物块对轨道最高点的压力为N已知水平轨道AC长为2 m，B为AC的中点，小物块与AB段间的动摩擦因数10.45，重力加速度g10 m/s2.求：图1(1)小物块运动到B点时的速度大小；(2)拉力F作用在小物块上的时间t；(3)若小物块从竖直圆槽形轨道滑出后，经水平轨道BC 到达C点，与竖直挡板相碰时无机械能损失，为使小物块从C点返回后能再次冲上圆槽形轨道且不脱离，试求小物块与水平轨道BC段间的动摩擦因数的取值范

3、围答案见解析解析(1)小物块运动到轨道最高点时，由牛顿第二定律得FNmgm，由牛顿第三定律得FNFNN联立解得v2 m/s物块从B运动到轨道最高点的过程，由机械能守恒定律得mg2Rmv2mvB2解得vB4 m/s(2)小物块从A运动到B点的过程，由动能定理得Fs1mgxABmvB20根据牛顿第二定律得：F1mgma由运动学公式有sat2联立解得ts(3)设BC段的动摩擦因数为2.设物块在圆槽形轨道最高点的最小速度为v1，则由牛顿第二定律可得：mgm，由动能定理得：22mgxBC2mgRmv12mvB2代入数据解得20.025故为使物块能从C点返回通过轨道的最高点而不会脱离轨道，应满足020.0

4、25若物块从C点返回在圆槽形轨道上升高度R时速度为零，由动能定理可得：22mgxBCmgR0mvB2代入数据解得：20.25物块从C返回刚好停止到B点，由动能定理可得：22mgxBC0mvB2代入数据解得：20.4故为使物块能返回圆槽形轨道且能沿轨道运动而不会脱离轨道，满足0.2520.4综上所述，020.025或0.252vM2故物块不能到达M点高考题型3含弹簧的动力学和能量问题例3(2018河北省衡水中学模拟)如图5所示，一根水平轻弹簧左端固定于竖直墙上，右端被质量m1 kg的可视为质点的小物块压缩而处于静止状态，且弹簧与物块不拴接，弹簧原长小于光滑平台的长度在平台的右端有一传送带，AB长

5、L5 m，物块与传送带间的动摩擦因数10.2，与传送带相邻的粗糙水平面BC长s1.5 m，它与物块间的动摩擦因数20.3，在C点右侧有一半径为R的光滑竖直圆弧与BC平滑连接，圆弧对应的圆心角为120，在圆弧的最高点F处有一固定挡板，物块撞上挡板后会以原速率反弹回来若传送带以v5 m/s的速率顺时针转动，不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失当弹簧储存的弹性势能Ep18 J全部释放时，小物块恰能滑到与圆心等高的E点，取g10 m/s2.图5(1)求右侧圆弧的轨道半径R；(2)求小物块最终停下时与C点的距离；(3)若传送带的速度大小可调，欲使小物块与挡板只碰一次，且碰后不脱离轨道，求传送带速度的可

6、调节范围答案(1)0.8 m(2) m(3) m/svm/s解析(1)物块被弹簧弹出，由Epmv02，可知：v06 m/s因为v0v，故物块滑上传送带后先减速，物块与传送带相对滑动过程中，1mgma1，vv0a1t1，x1v0t1a1t12则a12 m/s2，t10.5 s，x12.75 m因为x10，故物块会再次滑上传送带，物块在恒定摩擦力的作用下先减速至0再反向加速，由运动的对称性可知其以相同的速率vBm/s离开传送带，设最终停在距C点x处，由mvB22mg(sx)，得到xm.(3)设传送带速度为v1时物块能恰到F点，在F点满足mgsin 30m从B到F过程中由动能定理可知： mv12mv

7、F22mgsmg(RRsin 30)解得：v1m/s设传送带速度为v2时，物块撞挡板后返回能再次上滑恰到E点，由： mv222mg3smgR解得：v2m/s若物块在传送带上一直加速运动，由mvBm2mv021mgL则物块到B点的最大速度vBm2 m/sv2综合上述分析可知，传送带的速度应满足条件m/svm/s.拓展训练4(2018山东省淄博市一中三模)如图6所示，一劲度系数很大的轻质弹簧下端固定在倾角30的斜面底端，将弹簧上端压缩到A点锁定一质量为m的小物块紧靠弹簧上端放置，解除弹簧锁定，小物块将沿斜面上滑至B点后又返回，A、B两点的高度差为h，弹簧锁定时具有的弹性势能Epmgh，锁定及解除锁定均无机械能损失，斜面上A点以下部分的摩擦不计，已知重力加速度为g.求：图6(1)物块与斜面间的动摩擦因数；(2)物块在离