高考物理一轮复习 第3章 牛顿运动定律的综合应用（二）能力课时4课件

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1、能力课时4牛顿运动定律的综合应用(二) 1模型特征突破一等时圆模型 (1)质 点 从 竖 直 圆 环 上 沿 不 同 的 光 滑 弦 上 端 由静 止 开 始 滑 到 环 的 最 低 点 所 用 时 间 相 等 ， 如 图甲 所 示 ；(2)质 点 从 竖 直 圆 环 上 最 高 点 沿 不 同 的 光 滑 弦由 静 止 开 始 滑 到 下 端 所 用 时 间 相 等 ， 如 图 乙 所示 ；(3)两 个 竖 直 圆 环 相 切 且 两 环 的 竖 直 直 径 均 过切 点 ， 质 点 沿 不 同 的 光 滑 弦 上 端 由 静 止 开 始 滑到 下 端 所 用 时 间 相 等 ， 如 图 丙

2、 所 示 。 2思维模板 例1 如 图 1所 示 ， 在 倾 角 为 的 斜 面 上 方 的A点 处 旋 转 一 光 滑 的 木 板 AB， B端 刚 好 在 斜 面上 ， 木 板 与 竖 直 方 向 AC所 成 角 度 为 ， 一 小物 块 由 A端 沿 木 板 由 静 止 滑 下 ， 要 使 物 块 滑到 斜 面 的 时 间 最 短 ， 则 与 角 的 大 小 关 系 ( ) 变式训练 1.如 图 2所 示 ， 几 条 足 够 长 的 光 滑 直 轨 道 与 水平 面 成 不 同 角 度 ， 从 P点 以 大 小 不 同 的 初 速度 沿 各 轨 道 发 射 小 球 ， 若 各 小 球 恰

3、 好 在 相 同的 时 间 内 到 达 各 自 的 最 高 点 ， 则 各 小 球 最 高点 的 位 置 ( ) A 在 同 一 水 平 线 上 B 在 同 一 竖 直 线 上 C 在 同 一 抛 物 线 上 D 在 同 一 圆 周 上 1模型特征 (1)水 平 传 送 带 模 型突破二传送带模型 (2)倾 斜 传 送 带 模 型 2.思维模板 (1)若 传 送 带 静 止 不 动 ， 求 vB；(2)若 传 送 带 顺 时 针 转 动 ， 工 件 还 能 到 达 B端 吗 ？若 不 能 ， 说 明 理 由 ； 若 能 ， 求 到 达 B点 的 速 度vB；(3)若 传 送 带 以 v 13

4、m/s逆 时 针 匀 速 转 动 ， 求vB及 工 件 由 A到 B所 用 的 时 间 。 分析传送带问题的关键要注意抓住两个关键时刻：一是初始时刻，根据物体速度v物和传送带速度v传的关系确定摩擦力的方向，二是当v物v传时(速度相等是解决问题的转折点)，判断物体能否与传送带保持相对静止。 变式训练 2 水平传送带问题(多选)(2016广东中山模拟)如 图 4甲 所示 的 水 平 传 送 带 AB逆 时 针 匀 速 转 动 ， 一 物 块 沿 曲 面 从 一 定高 度 处 由 静 止 开 始 下 滑 ， 以 某 一 初 速 度 从 传 送 带 左 端 滑 上 ，在 传 送 带 上 由 速 度 传

5、 感 器 记 录 下 物 块 速 度 随 时 间 的 变 化 关 系如 图 乙 所 示 (图 中 取 向 左 为 正 方 向 ， 以 物 块 刚 滑 上 传 送 带 时为 计 时 起 点 )。 已 知 传 送 带 的 速 度 保 持 不 变 ， 重 力 加 速 度 g取10 m/s2。 关 于 物 块 与 传 送 带 间 的 动 摩 擦 因 数 及 物 块 在 传 送带 上 运 动 第 一 次 回 到 传 送 带 左 端 的 时 间 t， 下 列 计 算 结 果 正确 的 是 ( ) (1)相 邻 工 件 间 的 最 小 距 离和 最 大 距 离 ；(2)满 载 与 空 载 相 比 ， 传 送

6、带 需 要 增 加 多 大 的 牵 引 力 ？ 当工件与传送带相对静止后，每个工件受到的静摩擦力f0mgsin ，所有做匀速运动的工件对传送带的总静摩擦力f2n2f0与空载相比，传送带需增大的牵引力Ff1f2联立解得F33 N。答案 (1)0.50 m 3.0 m (2)33 N 1模型特征 滑 块 木 板 模 型 (如 图 a)， 涉 及 摩 擦 力 分 析 、相 对 运 动 、 摩 擦 生 热 ， 多 次 互 相 作 用 ， 属 于多 物 体 多 过 程 问 题 ， 知 识 综 合 性 较 强 ， 对 能力 要 求 较 高 ， 故 频 现 于 高 考 试 卷 中 ， 例 如2015年 全

7、国 、 卷 中 压 轴 题 25题 。 另 外 ，常 见 的 子 弹 射 击 木 板 (如 图 b)、 圆 环 在 直 杆 中滑 动 (如 图 c)都 属 于 滑 块 类 问 题 ， 处 理 方 法 与滑 块 木 板 模 型 类 似 。突破三滑块木板模型 2思维模板 例3 如 图 6所 示 ， 木 板 静 止 于 水 平 地 面 上 ， 在 其最 右 端 放 一 可 视 为 质 点 的 木 块 。 已 知 木 块 的 质 量 m 1 kg， 木 板 的 质 量 M 4 kg， 长 L 2.5 m， 上 表 面光 滑 ， 下 表 面 与 地 面 之 间 的 动 摩 擦 因 数 0.2。 现用 水

8、 平 恒 力 F 20 N拉 木 板 ， g取 10 m/s2。 (1)求 木 板 加 速 度 的 大 小 ； (2)要 使 木 块 能 滑 离 木 板 ， 求 水 平 恒 力 F作 用 的最 短 时 间 ； (3)如 果 其 他 条 件 不 变 ， 假 设 木 板 的 上 表 面 也 粗 糙 ， 其 上 表 面与 木 块 之 间 的 动 摩 擦 因 数 为 1 0.3， 欲 使 木 板 能 从 木 块 的 下 方抽 出 ， 对 木 板 施 加 的 拉 力 应 满 足 什 么 条 件 ？(4)若 木 板 的 长 度 、 木 块 质 量 、 木 板 的 上 表 面 与 木 块 之 间 的 动摩

9、擦 因 数 、 木 板 与 地 面 间 的 动 摩 擦 因 数 都 不 变 ， 只 将 水 平 恒 力增 加 为 30 N， 则 木 块 滑 离 木 板 需 要 多 长 时 间 ？ 在第(1)问，木板受到地面的摩擦力fN，其中N为木板对地面的压力，N(Mm)g，故f(Mm)g。有些同学受思维定势的影响，不深入分析，易错写为fMg。第(2)问中恒力F作用的最短时间的隐含条件是恒力作用一段时间后撤去，然后木板做减速运动，至木块和木板脱离时，木板速度恰好为零。第(3)(4)问中，有些同学不知道挖掘临界条件，木板能从木块下方抽出的条件为a木板a木块；木块滑离木板时两者位移关系：x木板x木块L。 变式训

10、练 4 滑板模型与图像结合(2016安 徽 六 校 教 育 研 究 会 联 考 )如 图 7甲 ， 水 平 地 面 上 有 一 静 止 平 板 车 ， 车 上 放 一 质 量 为 m的 物 块 ， 物 块 与 平 板 车 间 的 动 摩 擦 因 数 为 0.2， t 0时 ， 车 开始 沿 水 平 面 做 直 线 运 动 ， 其 v t图 像 如 图 乙 所 示 。 g取 10 m/s2， 平 板 车 足 够 长 ， 则 物 块 运 动 的 v t图 像 为 ( ) 解析小车先做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动，匀加速直线运动和匀减速直线运动的加速度大小相等，a车4 m/s2，根据物块与车发生相对滑动时滑动摩擦力产生的加速度大小为a物g2 m/s2。设小车和物块在t时刻速度相同，有24a车(t6)a物t，解得t8 s，物块以2 m/s2的加速度减速至零也需要8 s，故只有选项C正确。答案 C (1)若 物 块 A刚 好 没 有 从 B上 滑 下 来 ， 则 A的 初 速 度 多 大 ？(2)若 把 木 板 B放 在 光 滑 水 平 面 上 ， 让 A仍 以 (1)问 中 的 初 速 度 从B的 最 左 端 开 始 运 动 ， 则 A能 否 与 B脱 离 ？ 最 终 A和 B的 速 度 各 是多 大 ？