【名師點(diǎn)金】高考物理一輪復(fù)習(xí) 5.3勢能重力做功機(jī)械能守恒定律課件 新人教

第3講勢能重力做功機(jī)械能守恒定律知識建構(gòu)技能建構(gòu)1.定義:物體的重力勢能等于它所受①重力與②所處高度的乘積.一、重力勢能2.公式:Ep=③mgh.3.矢標(biāo)性:重力勢能是④標(biāo)量,但有正負(fù),其意義表示物體的重力勢能

比它在⑤參考平面上大還是小.4.特點(diǎn)知識建構(gòu)技能建構(gòu)(2)相對性:重力勢能的大小與⑧參考平面的選取有關(guān).(1)系統(tǒng)性:重力勢能是⑥物體和⑦地球共有的.5.重力做功與重力勢能變化的關(guān)系(1)重力做功的特點(diǎn):重力做功與⑨路徑無關(guān),只與始末位置的⑩高度

差有關(guān);重力做功不引起系統(tǒng)的機(jī)械能變化.(2)重力做正功時(shí),重力勢能

減少;重力做負(fù)功時(shí),重力勢能

增加;

重力做多少正(負(fù))功,重力勢能就

減少(增加)多少,即WG=

-ΔEp.知識建構(gòu)技能建構(gòu)(3)重力勢能的變化是

絕對的,與參考平面的選取

無關(guān).注意:在參考平面確定的情況下,一個(gè)物體的重力勢能是否變化,只取

決于重力是否做功,與其他因素?zé)o關(guān).二、彈性勢能1.定義:物體由于發(fā)生

彈性形變而具有的能.2.大小:彈性勢能的大小與

形變量及

勁度系數(shù)有關(guān),彈簧的形變

量越大,勁度系數(shù)

越大,彈簧的彈性勢能

越大.知識建構(gòu)技能建構(gòu)3.彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系:彈力做正功,彈性勢能

減少;彈

力做負(fù)功,彈性勢能

增加.即彈簧恢復(fù)原長過程中彈力做

正功,彈

性勢能

減少,形變量變大的過程中彈力做

負(fù)功,彈性勢能

增加.說明:(1)一般選取物體彈性形變?yōu)榱銜r(shí),對應(yīng)的彈性勢能為零,因此

彈性勢能不小于零.知識建構(gòu)技能建構(gòu)1.內(nèi)容:在只有

重力或

彈力做功的情況下,物體系統(tǒng)內(nèi)的

動能

和

勢能相互轉(zhuǎn)化,機(jī)械能的總量

保持不變.(2)當(dāng)彈簧的伸長量與壓縮量相等時(shí),其彈性勢能相等.三、機(jī)械能守恒定律知識建構(gòu)技能建構(gòu)2.守恒表達(dá)式觀點(diǎn)表達(dá)式守恒觀點(diǎn)E1=E2,Ek1+Ep1=

Ek2+Ep2轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)ΔEk=

-ΔEp轉(zhuǎn)移觀點(diǎn)ΔEA=

-ΔEB知識建構(gòu)技能建構(gòu)1.如圖所示,A、B兩球質(zhì)量相等,A球用不能伸長的輕繩系于O點(diǎn),B球

用輕彈簧系于O'點(diǎn),O與O'點(diǎn)在同一水平面上,分別將A、B球拉到與

懸點(diǎn)等高處,使繩和輕彈簧均處于水平,彈簧處于自然狀態(tài),將兩球分

別由靜止開始釋放,當(dāng)兩球達(dá)到各自懸點(diǎn)的正下方時(shí),兩球仍處在同

一水平面上,則

(

)A.兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí),兩球動能相等B.兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí),A球動能較大C.兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí),B球動能較大D.兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí),A球受到向上的拉力較大知識建構(gòu)技能建構(gòu)彈簧的彈性勢能,所以A球的動能大于B球的動能,所以B正確;在O

點(diǎn)正下方位置根據(jù)牛頓第二定律,小球所受拉力與重力的合力提

供向心力,則A球受到的拉力較大,所以D正確.【答案】BD【解析】整個(gè)過程中兩球減少的重力勢能相等,A球減少的重力勢

能完全轉(zhuǎn)化為A球的動能,B球減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為B球的動能和知識建構(gòu)技能建構(gòu)2.下列物體運(yùn)動過程中滿足機(jī)械能守恒的是

(

)A.跳傘運(yùn)動員張開傘后,在空中勻速下降B.忽略空氣阻力,物體豎直上拋C.火箭升空D.拉著物體沿光滑斜面勻速上升【解析】跳傘運(yùn)動員勻速下降,除重力做功外,還有阻力做功,A錯(cuò)

誤;物體豎直上拋時(shí),只有重力做功,機(jī)械能守恒,B正確;火箭升空

時(shí),推力做正功,機(jī)械能增加,C錯(cuò)誤;拉著物體沿光滑斜面勻速上升

時(shí),機(jī)械能增加,D錯(cuò)誤.【答案】B知識建構(gòu)技能建構(gòu)3.如如圖所所示,粗細(xì)細(xì)均勻勻的U形管管內(nèi)裝裝有總總長為為4L的水.開始始時(shí)閥閥門K閉合,左左右支支管內(nèi)內(nèi)水面面高度度差為為L.打開開閥門門K后,左左右右水水面面剛剛好好相相平平時(shí)時(shí)左管管液液面面的的速速度度是是多多大大?(管管的的內(nèi)內(nèi)部部橫橫截截面面很很小小,摩摩擦擦阻阻力力忽忽略略不不計(jì)計(jì))【解析析】由于于不不考考慮慮摩摩擦擦阻阻力力,故整整個(gè)個(gè)水水柱柱的的機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒.從初初始始狀態(tài)態(tài)到到左左右右支支管管水水面面相相平平為為止止,相當(dāng)當(dāng)于于有有長長的水水柱柱由由左左管管移移到到右右管.系統(tǒng)統(tǒng)的的重重力力勢勢能能減減少少,動能能增增加加.該過過程程中中,整個(gè)個(gè)水水柱柱勢勢能能的的減減少少量等效于于高為的水柱降降低重力勢能能的減少少量.不妨設(shè)水水柱總質(zhì)質(zhì)量為8m,則mg·=·8mv2,得v=.【答案】知識建構(gòu)構(gòu)技能建構(gòu)構(gòu)一、機(jī)械械能守恒恒的判斷斷方法知識建構(gòu)構(gòu)技能建構(gòu)構(gòu)例1在在如圖所所示的物物理過程程示意圖圖中,甲甲圖中一一端固定定有小球的輕輕桿從右右偏上30°角釋放后后繞光滑滑支點(diǎn)擺擺動;乙乙圖為末末端固定定有小球的的輕質(zhì)直直角架,釋放后后繞通過過直角頂頂點(diǎn)的固固定軸O無摩擦轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動;丙圖圖為置于于光滑水水平面上上的A、B兩小車,B靜止,A獲得一向向右的初速度后后向右運(yùn)運(yùn)動,某某時(shí)刻連連接兩車車的細(xì)繩繩繃緊,然后帶帶動B車運(yùn)動;丁圖為置置于光滑滑水平面面上的帶帶有豎直直支架的的小車,把用細(xì)細(xì)繩懸掛掛的小球從圖圖示位置置釋放,小球開開始擺動動.關(guān)于于這幾個(gè)個(gè)物理過過程(空空氣阻力力忽略不計(jì)計(jì)),下下列判斷斷中正確確的是()知識建構(gòu)構(gòu)技能建構(gòu)構(gòu)A.甲圖圖中小球球機(jī)械能能守恒B.乙圖圖中小球球A的機(jī)械能能守恒C.丙圖圖中兩車車組成的的系統(tǒng)機(jī)機(jī)械能守守恒D.丁圖圖中小球球的機(jī)械械能守恒恒知識建構(gòu)構(gòu)技能建構(gòu)構(gòu)【名師點(diǎn)金金】根據(jù)不同同的物理理情境和和研究對對象,靈活選擇擇相應(yīng)的的方法來判斷斷物體(物體系)機(jī)械能是是否守恒恒.如甲、乙乙、丁圖圖中桿的的彈力方向不不能直接接確定,可從能量量轉(zhuǎn)化(轉(zhuǎn)移)角度分析析;丙圖為非非彈性碰撞模型型,機(jī)械能不不守恒.知識建構(gòu)構(gòu)技能建構(gòu)構(gòu)【規(guī)范全解】甲圖所示過過程中輕桿桿對小球不不做功,小球的機(jī)械械能守恒;乙圖所示過過程中輕桿桿對A的彈力不沿沿桿的方向向,會對小球做做功,所以每個(gè)小球球的機(jī)械能能不守恒,但把兩個(gè)小小球作為一一系統(tǒng)時(shí)機(jī)機(jī)械能守恒;丙圖中繩子子繃緊的過過程雖然只只有彈力作作為內(nèi)力做做功,但彈力突變變有內(nèi)能轉(zhuǎn)化化,機(jī)械能不守守恒;丁圖所示過過程中細(xì)繩繩也會拉動動小車運(yùn)動動,取地面為參參考系,小球的軌跡跡不是圓弧弧,細(xì)繩會對小小球做功,小球的機(jī)械能不守恒恒,把小球和小小車當(dāng)做一一個(gè)系統(tǒng),機(jī)械能才守守恒.【答案】A知識建構(gòu)技能建構(gòu)1.守恒條條件:只有有重力或系系統(tǒng)內(nèi)的彈彈力做功可以從以下下兩個(gè)方面面理解①只受重力作作用.例如在不考考慮空氣阻阻力情況下下的各種拋拋體運(yùn)動,物體的機(jī)械能能守恒.②受其他力,但其他力不不做功,只有重力或或彈力做功功.例如物體沿沿光滑的曲面下滑滑,受重力、曲曲面的支持持力作用,但曲面的支支持力不做做功,物體的機(jī)械能能守恒.方法概述知識建構(gòu)技能建構(gòu)(1)利用用機(jī)械能的的定義判斷斷(直接判判斷):若若物體動能能、勢能均均不變,機(jī)機(jī)械能不變.若一個(gè)物物體動能不不變、重力力勢能變化化,或重力力勢能不變變、動能變化,或動能和和重力勢能能同時(shí)增加加(減少),其機(jī)械械能一定變變化.2.判斷方方法(2)用做做功判斷:若物體或或系統(tǒng)只有有重力(或或彈簧的彈彈力)做功功,雖受其其他力,但其其他力不做做功,機(jī)械械能守恒.知識建構(gòu)技能建構(gòu)(3)用能能量轉(zhuǎn)化來來判斷:若若物體系統(tǒng)統(tǒng)中只有動動能和勢能能的相互轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化而無機(jī)械能與與其他形式式的能的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化,則物物體系統(tǒng)機(jī)機(jī)械能守恒恒.注意:①當(dāng)物體所受受的合外力力為零(或合外力做做功為零)時(shí),物體的機(jī)械能不一定定守恒.②對一些繩子子突然繃緊緊、物體間間非彈性碰碰撞等,除非題目特特別說明,否則機(jī)械能能必定不守守恒.知識建構(gòu)技能建構(gòu)例2一質(zhì)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn),系系于長為R的輕繩的一一端,繩的的另一端固定在在空中的O點(diǎn),假定繩繩是不可伸伸長的、柔柔軟且無彈彈性的.今今把質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)的正上方方離O點(diǎn)的距離為為R的O1點(diǎn)以水平的的速度v0=拋出,如圖圖甲所示.試求:二、研究對對象、研究究過程的選選擇甲知識建構(gòu)技能建構(gòu)(2)當(dāng)質(zhì)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)O點(diǎn)的正下方方時(shí),繩對對質(zhì)點(diǎn)的拉拉力為多大大?【名師點(diǎn)金】有的同學(xué)在在求解這道道題時(shí),對質(zhì)點(diǎn)從O1點(diǎn)開始運(yùn)動動至O點(diǎn)的全過程程進(jìn)行整體體思維.設(shè)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)達(dá)O點(diǎn)的正下方方時(shí)速度為為v,根據(jù)能量守恒恒定律有:m+mg(R+R)=mv2設(shè)質(zhì)點(diǎn)在O點(diǎn)所受繩的的拉力為T,由牛頓第第二定律有有:T-mg=m解得:T=5mg這是錯(cuò)誤的的.這些同同學(xué)對物理理過程沒有有弄清楚,忽視了在在繩被拉直直瞬時(shí)過程中機(jī)機(jī)械能的瞬瞬時(shí)損失.(1)輕繩繩即將伸直直時(shí),繩與與豎直方向向的夾角為為多少?知識建構(gòu)技能建構(gòu)【規(guī)范全解】質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動動可分為三三個(gè)過程.第一過程,質(zhì)點(diǎn)做平平拋運(yùn)動.設(shè)繩被拉拉直時(shí),繩繩與豎直方方向的夾角角為θ,如圖甲所示示,這一過過程的時(shí)間間為t,則有v0t=Rsinθgt2=R-Rcosθ聯(lián)立解得:θ=t=知識建構(gòu)技能建構(gòu)乙知識建構(gòu)技能建構(gòu)【答案】(1)(2)mg知識建構(gòu)技能建構(gòu)問題比應(yīng)用用動力學(xué)和和運(yùn)動學(xué)公公式求解更更簡單方便便,用它還還可以求解出用動力力學(xué)和運(yùn)動動學(xué)公式難難以求解的的問題.方法概述機(jī)械能守恒恒定律是能能量守恒定定律的一個(gè)個(gè)特例,由由于它只涉涉及守恒過程的初、末末兩個(gè)狀態(tài),不涉及過程程的具體細(xì)節(jié)節(jié),因此,用用它來處理知識建構(gòu)技能建構(gòu)1.研究對象象的選取應(yīng)用機(jī)械能守守恒定律,首首先應(yīng)確定研研究對象.我我們知道,機(jī)機(jī)械能是動能能和勢能(包括括重力勢能和和彈性勢能)的總稱,而勢能總總是屬于系統(tǒng)統(tǒng)的,不是只只屬于單個(gè)物物體的.例如如重力勢能屬屬于重物和地球球組成的系統(tǒng)統(tǒng),彈性勢能能則屬于彈性性體組成的系系統(tǒng).所以機(jī)械能守恒定定律的研究對對象是系統(tǒng),即相互作用用著的兩個(gè)及及兩個(gè)以上物體的組合合.但通常習(xí)習(xí)慣上把物體體與地球組成成的系統(tǒng)說成成是單個(gè)物體.知識建構(gòu)技能建構(gòu)2.研究過程程的選取在應(yīng)用機(jī)械能能守恒定律求求解中若能選選擇合理的過過程,有時(shí)可可以大大減少計(jì)計(jì)算量量,使使解題題過程程由繁繁變簡簡,起起到事事半功功倍的的作用用.運(yùn)運(yùn)用機(jī)機(jī)械能能守恒定定律解解題的的關(guān)鍵鍵在于于確定定“一一個(gè)過過程””和““兩個(gè)個(gè)狀態(tài)態(tài)”.所謂謂“一個(gè)個(gè)過程程”就就是指指研究究對象象所經(jīng)經(jīng)歷的的力學(xué)學(xué)過程程,了了解研研究對對象在在此過過程程中中受受力力情情況況以以及及力力做做功功情情況況;所所謂謂““兩兩個(gè)個(gè)狀狀態(tài)態(tài)””就就是是指指研研究究對象象在在過過程程的的開開始始和和結(jié)結(jié)束束時(shí)時(shí)所所處處的的狀狀態(tài)態(tài),找找出出研研究究對對象象分分別別在在初初態(tài)態(tài)和末末態(tài)態(tài)的的勢勢能能和和動動能能.三、、連連接接體體的的機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒知識識建建構(gòu)構(gòu)技能能建建構(gòu)構(gòu)例3A.A球到到達(dá)達(dá)最最低低點(diǎn)點(diǎn)時(shí)時(shí)的的速速度度為為零零B.A球機(jī)機(jī)械械能能的的減減少少量量等等于于B球機(jī)機(jī)械械能能的的增增加加量量C.B球向向左左擺擺動動所所能能達(dá)達(dá)到到的的最最高高位位置置應(yīng)應(yīng)高高于于A球開開始始運(yùn)運(yùn)動動時(shí)時(shí)的的高高度度D.當(dāng)當(dāng)支支架架從從左左向向右右回回?cái)[擺時(shí)時(shí),A球一一定定能能回回到到起起始始高高度度知識識建建構(gòu)構(gòu)技能能建建構(gòu)構(gòu)【名師師點(diǎn)點(diǎn)金金】本題題是是A球與與B球組組成成的的系系統(tǒng)統(tǒng)的的機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒.而A球或或B球各各自自的的機(jī)機(jī)械械能能不不守守恒恒.對系系統(tǒng)統(tǒng)的的機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒,可依依題題采采用用適適當(dāng)當(dāng)?shù)牡氖厥睾阈涡问绞?本題題判判斷斷B、D選項(xiàng)項(xiàng)可可采采用用““系系統(tǒng)統(tǒng)一一部部分分機(jī)機(jī)械械能能的的減減少少等等于于另一一部部分分機(jī)機(jī)械械能能的的增增加加””的的形形式式,即:EA增=EB減;在判判斷斷C、A選項(xiàng)項(xiàng)時(shí)時(shí),采用““系系統(tǒng)統(tǒng)重重力力勢勢能能的的減減少少等等于于系系統(tǒng)統(tǒng)動動能能的的增增加加””的的形形式式,即ΔEk增=ΔΔEp減.在采采用用以以上上兩兩種種形形式式時(shí)時(shí),不必必選選零零重重力力勢勢能能參參考考面面.一般般在在初初、、末態(tài)態(tài)總總機(jī)機(jī)械械能能不不易易簡簡單單寫寫出出,而機(jī)機(jī)械械能能的的增增加加或或減減少少部部分分又又較較明明顯顯時(shí),就利利用用ΔEk增=ΔΔEp減或EA增=EB減求解解更更方方便便些些.知識識建建構(gòu)構(gòu)技能能建建構(gòu)構(gòu)【規(guī)范范全全解解】對三三角角支支架架和和A、B球組組成成的的系系統(tǒng)統(tǒng),在支支架架擺擺動動過過程程中中只有有重重力力做做功功,遵守守機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒定定律律.支架架向向左左擺擺動動時(shí)時(shí)A球的的機(jī)機(jī)械械能能減少少,B球的的機(jī)機(jī)械械能能增增加加.根據(jù)據(jù)機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒定定律律,選項(xiàng)項(xiàng)B、D正確確.設(shè)三三角角支支架架的的邊邊長長為為l,當(dāng)當(dāng)A球擺擺到到最最底底點(diǎn)點(diǎn)時(shí)時(shí),B球向向左左到到達(dá)達(dá)與與A球開開始始運(yùn)動動時(shí)時(shí)的的高高度度的的過過程程中中,因因A、B兩球球的的角角速速度度ω相同同,由由v=ωl可知知,A、B兩球球的的線線速速度度也也相相同同,設(shè)設(shè)為為v.由由機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒定定律律得得2mglcos60°-mglcos60°=×2mv2+mv2,解解出出v=≠0.說說明明B球到達(dá)達(dá)與A球開始始運(yùn)動時(shí)的的高度度時(shí),A、B兩球都都有一一定的的速度度v,兩球球還要要繼續(xù)續(xù)向左左擺動動,使B球所能能達(dá)到到的最最高位位置高高于A球開始始運(yùn)動動的高高度.所以以選項(xiàng)項(xiàng)A錯(cuò)錯(cuò)誤,C正確確.【答案】BCD知識建建構(gòu)技能建建構(gòu)方法概概述單個(gè)物物體與與地球球組成成的系系統(tǒng)的的機(jī)械械能守守恒很很好掌掌握,因?yàn)闉榇藭r(shí)時(shí)只有重力力做功功,物物體的的動能能和勢勢能之之間相相互轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化,但總總的機(jī)機(jī)械能能守恒恒.而幾個(gè)個(gè)物體體之間間通過過輕繩繩、輕輕桿、、輕彈彈簧或或直接接接觸觸組成成的連連接體的機(jī)機(jī)械能能守恒恒問題題中,不僅僅存在在著動動能與與勢能能之間間的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化,而且且存在著著機(jī)械械能在在不同同物體體之間間的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移.利用用機(jī)械械能守守恒定定律分分析連接體體問題題時(shí),要注注意以以下幾幾個(gè)方方面:知識建建構(gòu)技能建建構(gòu)1.選選取何何系統(tǒng)統(tǒng)應(yīng)用機(jī)機(jī)械能能守恒恒定律律必須須準(zhǔn)確確的選選擇系系統(tǒng).系統(tǒng)統(tǒng)選擇擇得當(dāng)當(dāng),機(jī)機(jī)械能能守恒;系系統(tǒng)選選擇不不得當(dāng)當(dāng),機(jī)機(jī)械能能不守守恒.對機(jī)機(jī)械能能不守守恒的的系統(tǒng)統(tǒng)應(yīng)用用機(jī)械械能守恒恒定律律必然然得出出錯(cuò)誤誤的結(jié)結(jié)果.知識建建構(gòu)技能建建構(gòu)2.如如何選選取物物理過過程機(jī)械能能守恒恒定律律也是是一條條過程程規(guī)律律,在在使用用時(shí)必必須選選取具具體的的物理理過程,確定定初、、末狀狀態(tài).選取取物理理過程程必須須遵循循兩個(gè)個(gè)基本本原則則:一一要符符合求解要求求;二要盡盡量使求解解過程簡化化.有時(shí)可可選全過程程,而有時(shí)時(shí)則必須將全過程程分解成幾幾個(gè)階段,然后再分分別應(yīng)用機(jī)機(jī)械能守恒恒定律求解解.知識建構(gòu)技能建構(gòu)3.守恒表表達(dá)式的選選取在運(yùn)用機(jī)械械能守恒定定律Ek1+Ep1=Ek2+Ep2時(shí),必須選選取零勢能能參考面,而且在同一問問題中必須須選取同一一零勢能參參考面.但但在某些機(jī)機(jī)械能守恒恒的問題中,運(yùn)用Ek1+Ep1=Ek2+Ep2求解不太方方便,而運(yùn)運(yùn)用ΔEk+ΔEp=0較為簡單.運(yùn)用用ΔEk+ΔEp=0的一個(gè)個(gè)最大優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是不必選選取零勢能能參考面,只要弄清楚過過程中物體體重力勢能能的變化即即可.知識建構(gòu)技能建構(gòu)變式訓(xùn)練知識建構(gòu)技能建構(gòu)【規(guī)范全解】在桿從豎直直位置開始始倒下到小小球與長方方體恰好分分離的過程中,小球和長方方體組成的的系統(tǒng)機(jī)械械能守恒,設(shè)桿長為L,小球和長方體的速速度分別為為v、v',則:mgL(1-sin30°)=mv2+Mv'2分離時(shí)刻,小球只受受到重力作作用,根據(jù)據(jù)牛頓第二二定律:mgsin30°=此時(shí)小球與與長方體的的水平速度度相同,即即vsin30°=v'聯(lián)立解得=4.【答案】4知識建構(gòu)技能建構(gòu)高考真題1(2010年高考考·上海物物理卷)如如圖所示,ABC和ABD為兩個(gè)光滑固定軌軌道,A、B、E在同一水平平面上,C、D、E在同一豎直直線上,D點(diǎn)距水平面面的高度為為h,C點(diǎn)的高度為為2h.一滑塊從從A點(diǎn)以初速度度v0分別沿兩軌道道滑行到C或D處后水平拋拋出.知識建構(gòu)技能建構(gòu)(2)為實(shí)實(shí)現(xiàn)sC<sD,v0應(yīng)滿足什么么條件?【命題分析】本題屬于機(jī)機(jī)械能守恒恒和平拋運(yùn)運(yùn)動的綜合合問題,考查用數(shù)學(xué)工具處處理物理問問題的能力力.(1)滑塊塊落到水平平面時(shí),求求落點(diǎn)與E點(diǎn)間的距離離sC和sD.【解析提示】物體在滑上上光滑軌道道的過程中中,機(jī)械能守恒恒;在從最高點(diǎn)水平飛出出后做平拋拋運(yùn)動.知識建構(gòu)技能建構(gòu)【規(guī)范范全全解解】(1)根據(jù)據(jù)機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒有有:m=2mgh+mm=mgh+m根據(jù)平平拋運(yùn)運(yùn)動規(guī)規(guī)律有有:2h=gh=gsC=vCtCsD=vDtD解得:sC=sD=.知識建構(gòu)技能建構(gòu)(2)為為實(shí)現(xiàn)sC<sD,即<可得:v0<但滑塊要能能沿兩軌道道滑行到C或D處后水平拋拋出,即滑滑塊要能到到達(dá)C點(diǎn),故必須須滿足:>mg·2h得:v0>所以v0應(yīng)滿足的條條件是:<v0<.【答案】(1)sC=sD=(2)<v0<知識建構(gòu)技能建構(gòu)考向預(yù)測1做特技技表演的小小汽車速度度足夠大時(shí)時(shí),會在駛駛過拱形橋橋的頂端時(shí)直接接水平飛出出.為了探探討這個(gè)問問題,小明明等同學(xué)做做了如下研研究:如圖所示,在水平地地面上固定定放置球心心為O、半徑為R的光滑半球球,在半球頂端B的上方,固固定連接一一個(gè)傾角θ=30°的光滑斜面面軌道,斜斜面頂端A離B的高度為,斜面的末末端通過技技術(shù)處理后后與半球頂頂端B水平相接.小明由由A點(diǎn)靜止滑下下并落到地地面上(有有保護(hù)墊).甲、乙乙兩位同學(xué)學(xué)對小明的運(yùn)動動有不同的的看法,甲甲同學(xué)認(rèn)為為小明將沿沿半球表面面做一段圓圓周運(yùn)動后落落至地面,乙同學(xué)則則認(rèn)為小明明將從B點(diǎn)開始做平平拋運(yùn)動落落至地面.(為為簡化問題題可將小明明視為質(zhì)點(diǎn)點(diǎn),忽略連連接處的能能量損失)知識建構(gòu)技能建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)(2)若軌軌道的動摩摩擦因數(shù)μ=,小明在A點(diǎn)以速度v0下滑時(shí)恰好好能夠從半球頂端端B水平飛出落落在水平地地面上的C點(diǎn)(圖中未未標(biāo)出),求速度v0的大小及O、C間的距離xOC.【解析】(1)設(shè)小明滑到B點(diǎn)時(shí)速度為vB,根據(jù)機(jī)械能守守恒定律得:mg=m解得:vB=在B點(diǎn),由牛頓第第二定律:mg-FN=m解得:FN=0可見乙同學(xué)的的觀點(diǎn)正確.(1)請你求求出小明滑到到B點(diǎn)時(shí)受到球面面的支持力并并判斷上述哪哪位同學(xué)的觀點(diǎn)正確.知識建構(gòu)技能建構(gòu)(2)由(1)可知小明明恰好能從B點(diǎn)開始做平拋拋運(yùn)動落地,須有:vB=,則小明在斜面軌軌道下滑的過過程中,由動動能定理:mg-μmgcosθ=m-m將vB代入解得:v0=又平拋時(shí)間t=故OC之間的距離xOC=vBt=×=R.【答案】(1)小朋在B點(diǎn)受到球面支支持力為0乙同學(xué)的觀點(diǎn)點(diǎn)正確(2)R知識建構(gòu)技能建構(gòu)高考真題2(2010年高高考·江蘇物物理卷)在游游樂節(jié)目中,選手需要借借助懸掛在高處的的繩飛越到水水面的浮臺上上,小明和小小陽觀看后對對此進(jìn)行了討論.如圖圖所示,他們們將選手簡化化為質(zhì)量m=60kg的質(zhì)點(diǎn),選選手抓住繩由靜止開始始擺動,此時(shí)時(shí)繩與豎直方方向夾角α=53°,繩的懸掛點(diǎn)點(diǎn)O距水面的高度為H=3m.不不考慮空氣阻阻力和繩的質(zhì)質(zhì)量,浮臺露露出水面的高高度不計(jì),水足足夠深.取重重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6.知識建構(gòu)技能建構(gòu)(2)若繩長長l=2m,選選手?jǐn)[到最最高點(diǎn)時(shí)松手手落入水中.設(shè)水對選手手的平均浮力f1=800N,平均阻力力f2=700N,求選手落落入水中的深深度d.(1)求選選手?jǐn)[到最低低點(diǎn)時(shí)對繩拉拉力的大小F.(3)若選選手?jǐn)[到最低低點(diǎn)時(shí)松手,小明認(rèn)為為繩越長,在在浮臺上的落落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn);小小陽認(rèn)為繩越越短,落點(diǎn)距距岸邊越遠(yuǎn),請通過推算算說明你的觀觀點(diǎn).知識建構(gòu)技能建構(gòu)【命題分析】本題考查機(jī)械械能守恒,圓周運(yùn)動向心心力,動能定理,平拋運(yùn)動規(guī)律及求求極值問題.【解析提示】正確分析物體體受力情況,靈活選取過程程與狀態(tài),確定各過程銜接處的的狀態(tài)量(速度),是分析與求解解動力學(xué)綜合合問題的關(guān)鍵鍵.知識建構(gòu)技能建構(gòu)【規(guī)范全解】(1)機(jī)械能守恒:mgl(1-cosα)=mv2圓周運(yùn)動F'-mg=m