动力学综合-单个物体的多过程问题课件.ppt

1、单个物体多过程运动的处理方法单个物体多过程运动的处理方法开发区高级中学开发区高级中学 林东生林东生年份年份构成构成运动类型运动类型模型模型2007单体、单体、多过程多过程 匀变速直线运动匀变速直线运动、圆周运动圆周运动 2008单体、单体、多过程多过程 匀变速直线运动匀变速直线运动、圆周运动、圆周运动、平抛运动平抛运动 2009多体多体多过程多过程 匀变速直线运动匀变速直线运动、圆周运动圆周运动 2010 多体多体多过程多过程 匀变速直线运动匀变速直线运动、圆周运动、圆周运动、平抛运动平抛运动 2011多体多体多过程多过程 匀变速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动平抛运动 圆盘、斜面圆盘、斜面

2、圆轨道、圆轨道、平平 面面 圆轨道、长圆轨道、长木板、木板、平面平面圆轨道、圆轨道、小车、小车、平面平面长木板、长木板、平面平面 圆盘、圆盘、斜面斜面平平 面面 力学综合题的分类：力学综合题的分类：1.单个物体多过程运动：单个物体多过程运动：情景中一个研究对象按时间先后顺序参与了多个物理过程，各个过程通过速度延续做为接点。2.多个物体多过程运动：多个物体多过程运动：情景中一般包含两个或三个研究对象，它们同时参与了多个物理过程，各对象、各过程间相互作用、相互牵连。运动类型运动类型：直线运动直线运动 平抛运动平抛运动 圆周运动圆周运动 长木板：长木板：传送带：传送带：考查的核心问题：考查的核心问题

3、：直线运动：直线运动：匀速直线和匀变速直线匀速直线和匀变速直线 主要考查：主要考查：动力学思想和能量思想。动力学思想和能量思想。特别注重摩擦力的考查。特别注重摩擦力的考查。运动性质的分析运动性质的分析 水平位移X=Vt竖直位移h=gt2/2平抛运动：平抛运动：（匀变速曲线运动）（匀变速曲线运动）hx 运动分解的思想运动分解的思想 （分解速度、分解位移）（分解速度、分解位移）主要考查：主要考查：圆周运动圆周运动：（变加速曲线运动）（变加速曲线运动）研究过程研究过程：研究状态研究状态：AB恰好过恰好过A点：点：V=gRB点的压力：点的压力：A B:R2RvmmgF2221212ABmvmRmg能量

4、的思想能量的思想运用牛顿定律，注重向心力运用牛顿定律，注重向心力的考查的考查例题例题1.1.质量为质量为m m1kg1kg的小物块轻轻放在的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的水平匀速运动的传送带上的A A点，随传送点，随传送带运动到带运动到B B点，小物块从点，小物块从C C点沿圆弧切线点沿圆弧切线进入竖直光滑的半圆轨道恰能做圆周运进入竖直光滑的半圆轨道恰能做圆周运动已知圆弧半径动已知圆弧半径R R0.9m0.9m，轨道最低点，轨道最低点为为D D，D D点距水平面的高度点距水平面的高度h h0.8m0.8m小物小物块离开块离开D D点后恰好垂直碰击放在水平面上点后恰好垂直碰击放在水平面上

5、E E点的固定倾斜挡板已知物块与传送带点的固定倾斜挡板已知物块与传送带间的动摩擦因数间的动摩擦因数0.30.3，传送带以，传送带以5m/s5m/s恒定速率顺时针转动恒定速率顺时针转动(g g取取10 m/s10 m/s2 2)，试，试求求：(1)传送带传送带AB两端的距离；两端的距离；(2)小物块经过小物块经过D点时对轨道的压力；点时对轨道的压力；(3)倾斜挡板与水平方向的夹角倾斜挡板与水平方向的夹角的正切的正切值值 注意：注意：把研究对象按时间的先后顺序分把研究对象按时间的先后顺序分成相应的几个运动过程。但计算的成相应的几个运动过程。但计算的切入点切入点不一定是开始运动时，通常是已知条件多不

6、一定是开始运动时，通常是已知条件多的点。的点。衔接点：速度是连续的衔接点：速度是连续的解题策略解题策略：1.明确研究对象明确研究对象2.建立模型：建立模型：斜面、传送带、长木板、圆弧3.分解过程分解过程：依据建立的模型，把全过程分解为若干个子过程来研究，从而把复杂问题简单化。子过程一般是上面所列的三种运动类型之一。并通过速度的连续性衔接在一起。4.分析规律分析规律：根据受力分析和状态分析找出各个子过程的运动规律。适合牛顿定律还是动能定理。5.选择动力学或能量途径列方程选择动力学或能量途径列方程 特别要注意过程之间的衔接特别要注意过程之间的衔接变式：如图所示，设变式：如图所示，设ABAB段是距水

7、平传送带装段是距水平传送带装置高为置高为H=H=1.25m1.25m的光滑斜面，水平段的光滑斜面，水平段BCBC使用水使用水平传送带装置，平传送带装置，BCBC长长L=L=5m5m，与货物包的摩擦，与货物包的摩擦系数系数=0.40.4，皮带轮的半径为，皮带轮的半径为R R1 1=0.2m0.2m，转动，转动的角速度为的角速度为=15rad/s=15rad/s。设质量为。设质量为m m=1kg=1kg的的小物块由静止开始从小物块由静止开始从A A点下滑，经过点下滑，经过B B点的拐点的拐角处无机械能损失小物块随传送带运动到角处无机械能损失小物块随传送带运动到C C点后水平抛出，恰好无碰撞的沿圆弧

8、切线从点后水平抛出，恰好无碰撞的沿圆弧切线从D D点进入竖直光滑圆孤轨道下滑。点进入竖直光滑圆孤轨道下滑。D D、E E为圆弧为圆弧的两端点，其连线水平。已知圆弧半径的两端点，其连线水平。已知圆弧半径R R2 2=1.0m=1.0m圆弧对应圆心角圆弧对应圆心角=106=106，O O为轨道为轨道的最低点的最低点（g g=10m/s=10m/s2 2sin37sin37=0.6cos37=0.6cos37=0.8=0.8）求：）求：（1）小物块在水平传送带小物块在水平传送带BC上的运动时间。上的运动时间。（2）水平传送带上表面距地面的高度）水平传送带上表面距地面的高度h。（3）小物块经过）小物块

9、经过O点时对轨道的压力点时对轨道的压力。【解析】（1）小物块由A运动B，由动能定理得 解得由牛顿第二定律，得 解得 水平传送带的速度为 由 得 则（2）小物块从C到D做平抛运动，在D点有 由 得 221BmvmgH smgHvB/52mamg 2/4smgasmRv/31010atvvBsavvtB5.001mtvvLB22101svLLt112sttt5.121smvvy/42tan0ghvy22mgvhy8.022（3）小物块在D点的速度大小为 对小物块从D点到O由动能定理，得 在在O点由牛顿第二定律，得点由牛顿第二定律，得 联立以上两式解得：联立以上两式解得：FN=43N由牛顿第三定律知

10、对轨道的压力为由牛顿第三定律知对轨道的压力为 方向向下方向向下 smvvvyCD/522222121)2cos1(DmvmvmgRRvmmgFN2NFN43小结：小结：建立模型建立模型确定对象确定对象分解分解过程过程状态状态分析分析能能量量动动力力学学运动学公式运动学公式动能定理动能定理功能关系功能关系牛顿定律牛顿定律态态景景律律受力受力分析分析练习：如图所示，一质量练习：如图所示，一质量m=0.4 kg的滑块的滑块(可视为可视为质点质点)静止于动摩擦因数静止于动摩擦因数=0.1的水平轨道上的的水平轨道上的A点。点。现对滑块施加一水平外力，使其向右运动，外力现对滑块施加一水平外力，使其向右运动

11、，外力的功率恒为的功率恒为P=10 W。经过一段时间后撤去外力，。经过一段时间后撤去外力，滑块继续滑行至滑块继续滑行至B点后水平飞出，恰好在点后水平飞出，恰好在C点沿切点沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道，线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道，轨道的最低点轨道的最低点D处装有压力传感器，当滑块到达处装有压力传感器，当滑块到达传感器上方时，传感器的示数为传感器上方时，传感器的示数为25.6 N。已知轨。已知轨道道AB的长度的长度L=2.0 m，半径，半径OC和竖直方向的夹角和竖直方向的夹角=37o，圆形轨道的半径，圆形轨道的半径R=0.5 m。(空气阻力可忽空气阻力可忽略，重力加速度略，重力加速度g=10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8)求：求：（1）滑块运动到C点时速度Vc的大小；（2）B、C两点的高度差h及水平距离x;（3）水平外力作用在滑块上的时间t.