第五課時應用動力學觀點和能量觀點突破力學壓軸題

1、第第5課時課時(小專題小專題)應用動力學觀點和能應用動力學觀點和能量觀點突破力學壓軸題量觀點突破力學壓軸題突破一應用動力學和能量觀點分析直線、平拋和圓周運動突破一應用動力學和能量觀點分析直線、平拋和圓周運動 組合問題組合問題這這類模型一般不難，各階段的運動過程具有獨立性，只要類模型一般不難，各階段的運動過程具有獨立性，只要對不同過程分別選用相應規(guī)律即可，兩個相鄰的過程連接對不同過程分別選用相應規(guī)律即可，兩個相鄰的過程連接點的速度是聯(lián)系兩過程的紐帶。很多情況下平拋運動末速點的速度是聯(lián)系兩過程的紐帶。很多情況下平拋運動末速度的方向是解決問題的重要突破口。度的方向是解決問題的重要突破口。【典例典例1

2、】如如圖圖1所示，將一質量所示，將一質量m0.1 kg的小球自水平平臺頂端的小球自水平平臺頂端O點水平拋點水平拋出，小球恰好無碰撞地落到平臺右側一傾角為出，小球恰好無碰撞地落到平臺右側一傾角為53的光滑斜面頂端的光滑斜面頂端A并并沿斜面下滑，斜面底端沿斜面下滑，斜面底端B與光滑水平軌道平滑連接，小球以不變的速率過與光滑水平軌道平滑連接，小球以不變的速率過B點后進入點后進入BC部分，再進入豎直圓軌道內側運動。已知斜面頂端與平臺的高部分，再進入豎直圓軌道內側運動。已知斜面頂端與平臺的高度差度差h3.2 m，斜面高，斜面高H15 m，豎直圓軌道半徑，豎直圓軌道半徑R5 m。取。取sin 530.8，

3、cos 530.6，g10 m/s2，求：，求：(1)小球水平拋出的初速度小球水平拋出的初速度v0及斜面及斜面頂端與平臺邊緣的水平距離頂端與平臺邊緣的水平距離x；(2)小球從平臺頂端小球從平臺頂端O點拋出至落到點拋出至落到斜面底端斜面底端B點所用的時間；點所用的時間；(3)若豎直圓軌道光滑，小球運動到若豎直圓軌道光滑，小球運動到圓軌道最高點圓軌道最高點D時對軌道的壓力。時對軌道的壓力。圖1【變式訓練變式訓練】1 圖圖2所示，用內壁光滑的薄壁細管彎成的所示，用內壁光滑的薄壁細管彎成的“S”形軌道固定于豎直平面內，其形軌道固定于豎直平面內，其彎曲部分是由兩個半徑均為彎曲部分是由兩個半徑均為R0.2

4、 m的半圓平滑對接而成的半圓平滑對接而成(圓的半徑遠大于圓的半徑遠大于細管內徑細管內徑)。軌道底端。軌道底端A與水平地面相切，頂端與一個長為與水平地面相切，頂端與一個長為l0.9 m的水平軌的水平軌道相切道相切B點。一傾角為點。一傾角為37的傾斜軌道固定于右側地面上，其頂點的傾斜軌道固定于右側地面上，其頂點D與水與水平軌道的高度差為平軌道的高度差為h0.45 m，并與其它兩個軌道處于同一豎直平面內。，并與其它兩個軌道處于同一豎直平面內。一一質量為質量為m0.1 kg的小物體的小物體(可視為質點可視為質點)在在A點被彈射入點被彈射入“S”形軌道內，沿軌形軌道內，沿軌道道ABC運動，并恰好從運動，

5、并恰好從D點無碰撞地落到傾斜軌道上。小物體與點無碰撞地落到傾斜軌道上。小物體與BC段間的動段間的動摩擦因數(shù)摩擦因數(shù)0.5。(不計空氣阻力。不計空氣阻力。g取取10 m/s2。sin 370.6，cos 370.8)圖2(1)小物體從小物體從B點運動到點運動到D點所用的時間；點所用的時間；(2)小物體在小物體在A點獲得的動能。點獲得的動能。(3)小物體在小物體在A點獲得的動能。點獲得的動能。突破二應用動力學和能量觀點分析傳送帶、滑塊突破二應用動力學和能量觀點分析傳送帶、滑塊滑板模型滑板模型1方法技巧方法技巧若若一個物體或多個物體參與了多個運動過程，有的過程只一個物體或多個物體參與了多個運動過程，

6、有的過程只涉及運動和力的問題或只要求分析物體的動力學特點，則涉及運動和力的問題或只要求分析物體的動力學特點，則要用動力學方法求解；若某過程涉及做功和能量轉化問題，要用動力學方法求解；若某過程涉及做功和能量轉化問題，則要考慮應用動能定理、機械能守恒定律或功能關系求解。則要考慮應用動能定理、機械能守恒定律或功能關系求解。2解題模板解題模板【典例典例2】 如如圖圖3所示，所示，x軸與水平傳送帶重合，坐標原點軸與水平傳送帶重合，坐標原點O在傳送帶的左端，在傳送帶的左端，傳送帶長傳送帶長L8 m，勻速運動的速度，勻速運動的速度v05 m/s。一質量。一質量m1 kg的小物塊，的小物塊，輕輕放在傳送帶上輕

7、輕放在傳送帶上xP2 m的的P點。小物塊隨傳送帶運動到點。小物塊隨傳送帶運動到Q點后沖上光滑點后沖上光滑斜面且剛好到達斜面且剛好到達N點點(小物塊到達小物塊到達N點后被收集，不再滑下點后被收集，不再滑下)。若小物塊經(jīng)過。若小物塊經(jīng)過Q處無機械能損失，小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)處無機械能損失，小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.5，重力加速度，重力加速度g10 m/s2。求：。求：(1)N點的縱坐標；點的縱坐標；(2)小物塊在傳送帶上運動產(chǎn)生的熱量；小物塊在傳送帶上運動產(chǎn)生的熱量；(3)若將小物塊輕輕放在傳送帶上的某些位置，若將小物塊輕輕放在傳送帶上的某些位置，最終均能沿光滑斜面越過縱坐標最終均能

8、沿光滑斜面越過縱坐標yM0.5 m的的M點，求這些位置的橫坐標范圍。點，求這些位置的橫坐標范圍。圖圖3第一步：抓住關鍵點第一步：抓住關鍵點挖掘信息挖掘信息力學綜合題中多過程問題的分析思路力學綜合題中多過程問題的分析思路(1)對力學綜合題中的多過程問題，關鍵是抓住物理情境中出對力學綜合題中的多過程問題，關鍵是抓住物理情境中出現(xiàn)的運動狀態(tài)與運動過程，將物理過程分解成幾個簡單的子現(xiàn)的運動狀態(tài)與運動過程，將物理過程分解成幾個簡單的子過程。過程。(2)找出各階段是由什么物理量聯(lián)系起來的，然后對于每一個找出各階段是由什么物理量聯(lián)系起來的，然后對于每一個子過程分別進行受力分析、過程分析和能量分析，選擇合適子

9、過程分別進行受力分析、過程分析和能量分析，選擇合適的規(guī)律列出相應的方程求解。的規(guī)律列出相應的方程求解?！咀兪接柧氉兪接柧殹?如如圖圖4為某生產(chǎn)流水線工作原理示意圖。足夠長的工作平臺上有一小孔為某生產(chǎn)流水線工作原理示意圖。足夠長的工作平臺上有一小孔A，一定長，一定長度的操作板度的操作板(厚度可忽略不計厚度可忽略不計)靜止于小孔的左側，某時刻開始，零件靜止于小孔的左側，某時刻開始，零件(可視為質點可視為質點)無初速度地放上操作板的中點，同時操作板在電動機帶動下向右做勻加速直線運無初速度地放上操作板的中點，同時操作板在電動機帶動下向右做勻加速直線運動，直至運動到動，直至運動到A孔的右側孔的右側(忽略小孔對操作板運動的影響忽略小孔對操作板運動的影響)，最終零件運動到，最終零件運動到A孔孔時速度恰好為零，并由時速度恰好為零，并由A孔下落進入下一道工序?？紫侣溥M入下一道工序。 已知零件與操作板間的動摩擦已知零件與操作板間的動摩擦因數(shù)因數(shù)10.05，零件與工作臺間的動摩擦因數(shù)，零件與工作臺間的動摩擦因數(shù)20.025，不計操作板與工作臺間，不計操作板與工作臺間的摩擦。重力加速度的摩擦。重力加速度g10 m/s2。求：。