二輪復(fù)習(xí)第7講動力學(xué)和能量觀點的綜合應(yīng)用課件（24張）

第7講動力學(xué)和能量觀點的綜合應(yīng)用題型1用動力學(xué)和能量觀點解決傳送帶問題1.傳送帶中動力學(xué)注意問題(1)摩擦力的方向及存在階段的判斷。(2)物體能否達到與傳送帶共速的判斷。(3)物體能與傳送帶共速(摩擦力突變)。2.傳送帶中摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化摩擦力做功的特點(1)靜摩擦力可以做正功,也可以做負(fù)功,還可以不做功。(2)相互作用的一對靜摩擦力做功的代數(shù)和總是等于零,不會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能滑動摩擦力做功的特點(1)滑動摩擦力可以做正功,也可以做負(fù)功,還可以不做功。(2)相互間存在滑動摩擦力的系統(tǒng)內(nèi),一對滑動摩擦力做功之和的絕對值等于產(chǎn)生的內(nèi)能摩擦生熱的計算(1)Q=Ff·s相對,其中s相對為相互摩擦的兩個物體間的相對路程。(2)傳送帶因傳送物體多消耗的能量等于物體增加的機械能與系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能之和[例1](2022·臺州二模)如圖所示,兩段半徑均為R=1m的光滑圓弧AB、CD的左右兩側(cè)分別連接斜面和傳送帶,兩個足夠長的相同斜面的傾角均為β=37°。一質(zhì)量m=0.1kg可視為質(zhì)點的物塊在右側(cè)斜面的E點從靜止開始下滑,同時傳送帶以速度v=3m/s順時針轉(zhuǎn)動。物塊第一次滑到傳送帶C點時的速度為4m/s,已知物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.15,與斜面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.5,傳送帶BC長L=3m,sinβ=0.6,cosβ=0.8,g取10m/s2。求:(1)物塊經(jīng)過圓弧最低點B時(尚未滑上傳送帶),物塊對軌道的彈力;答案:(1)3.5N,方向豎直向下[例1](2022·臺州二模)如圖所示,兩段半徑均為R=1m的光滑圓弧AB、CD的左右兩側(cè)分別連接斜面和傳送帶,兩個足夠長的相同斜面的傾角均為β=37°。一質(zhì)量m=0.1kg可視為質(zhì)點的物塊在右側(cè)斜面的E點從靜止開始下滑,同時傳送帶以速度v=3m/s順時針轉(zhuǎn)動。物塊第一次滑到傳送帶C點時的速度為4m/s,已知物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.15,與斜面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.5,傳送帶BC長L=3m,sinβ=0.6,cosβ=0.8,g取10m/s2。求:(2)若傳送帶以3m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動,物塊第一次到達左側(cè)斜面的最高點與D點的距離;答案:(2)0.6m[例1](2022·臺州二模)如圖所示,兩段半徑均為R=1m的光滑圓弧AB、CD的左右兩側(cè)分別連接斜面和傳送帶,兩個足夠長的相同斜面的傾角均為β=37°。一質(zhì)量m=0.1kg可視為質(zhì)點的物塊在右側(cè)斜面的E點從靜止開始下滑,同時傳送帶以速度v=3m/s順時針轉(zhuǎn)動。物塊第一次滑到傳送帶C點時的速度為4m/s,已知物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.15,與斜面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.5,傳送帶BC長L=3m,sinβ=0.6,cosβ=0.8,g取10m/s2。求:(3)若傳送帶以大于4m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動,物塊在斜面上運動的總路程s與傳送帶的速度v之間的關(guān)系。[拓展訓(xùn)練1](多選)如圖所示,一物塊置于足夠長的水平傳送帶上,彈簧左端固定在豎直墻壁上,彈簧右端與物塊接觸但不拴接,墻壁與物塊間系不可伸長的輕繩使水平方向的彈簧處于壓縮狀態(tài),壓縮量為0.2m(彈性限度內(nèi))。已知物塊質(zhì)量為0.5kg。物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,重力加速度g取10m/s2。若傳送帶不動,剪斷輕繩,當(dāng)彈簧剛好恢復(fù)原長時物塊的速度為零;若傳送帶以v=3m/s的速度順時針勻速轉(zhuǎn)動,則剪斷輕繩后(

)BDA.在彈簧恢復(fù)原長的過程中,物塊向右先做加速運動,后做減速運動B.彈簧恢復(fù)原長時,物塊速度大小為2m/sC.物塊在傳送帶上運動的過程中,摩擦力對物塊做功為2.5JD.彈簧恢復(fù)原長后,物塊與傳送帶之間由于摩擦而產(chǎn)生的熱量為0.25J(1)一件貨物由底端經(jīng)多長時間與傳送帶共速?解析:(1)對貨物進行受力分析,由牛頓第二定律得μmgcosθ-mgsinθ=ma,設(shè)貨物由底端經(jīng)時間t1與傳送帶共速,有v=at1,解得t1=1.2s。答案:(1)1.2s(2)一件貨物由底端到頂端運動的過程中,摩擦力對該貨物做的功是多少?答案:(2)295J(3)與未放貨物相比,電動機每小時需多提供多少電能?(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)答案:(3)1.5×106J題型2用動力學(xué)和能量觀點解決多過程問題1.解題技巧(1)拆:把整個過程拆分為多個子過程,變?yōu)槭煜さ倪\動模型。(2)找:在題目中找“恰好”“恰能”“最高”“至少”等關(guān)鍵詞,找出對應(yīng)的臨界條件。(3)用:選擇合適的規(guī)律列方程。(4)注意:注意分析“界點”的速度大小和方向,界點速度是上一過程的末速度,又是下一過程的初速度,在解題過程中有重要的作用。2.對于涉及滑動摩擦力的過程,一定不能用機械能守恒定律來求解。3.對于非勻變速直線運動過程,不能用運動學(xué)公式求解,但可用動能定理、能量守恒定律或功能關(guān)系求解。[例2](多選)如圖所示為某探究活動小組設(shè)計的節(jié)能運輸系統(tǒng)。斜面軌道傾角為30°,質(zhì)量為m的木箱在軌道頂端A時,自動裝貨裝置將質(zhì)量為3m的貨物裝入木箱,然后木箱載著貨物(木箱和貨物都可看作質(zhì)點)沿軌道無初速度滑下,到B點接觸輕彈簧,又壓縮至最低點C,自動卸貨裝置立刻將貨物卸下,然后木箱恰好被彈回到軌道頂端,再重復(fù)上述過程。已知A、C間距為L,重力加速度為g。下列說法正確的是(

)CDA.在木箱上滑的過程中,與彈簧分離時木箱的速度最大B.彈簧被壓縮至最低點C時,其彈性勢能為C.在木箱從斜面頂端A下滑至再次回到頂端的過程中,因摩擦產(chǎn)生的熱量為D.若貨物沒有被拿出且能離開彈簧,木箱能夠上升的最高位置距離A點為BC[拓展訓(xùn)練4](多選)如圖甲所示,光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的粗糙程度均勻的半圓形導(dǎo)軌CDB在B點平滑相接,半圓形導(dǎo)軌半徑R=0.4m,D為半圓形導(dǎo)軌的中點。一質(zhì)量為m=0.1kg的物體(可視為質(zhì)點)將彈簧壓縮到A點后由靜止釋放,在彈力作用下獲得向右的速度后脫離彈簧,從B點進入半圓形導(dǎo)軌,物體在半圓形導(dǎo)軌上運動時速度的平方與其上升高度的關(guān)系如圖乙所示,重力加速度g取