高考物理专题复习 力学综合计算题例析2课件.pptx

1、 力学综合计算题例析（二）扬州树人学校 连接体模型01板块模型02传送带模型03弹簧模型04一个对象两个角度三种方法力的角度（F F、a a、t t等）能的角度（W W、E E、x x等）牛顿运动定律（直线）F F合=ma=ma动能定理(直线、曲线)W)W合=E EK K能量守恒（系统）E E增=E=E减研究对象（单个、系统）方法指导方法指导力学模型力学模型3 3：传送带模型：传送带模型【例【例1】如图所示，传送带以】如图所示，传送带以v=6m/s的速度向左匀速运行，一半径的速度向左匀速运行，一半径R=0.5m的半圆形光的半圆形光滑圆弧槽在滑圆弧槽在B点与水平传送带相切。一质量点与水平传送带相

2、切。一质量m=0.2kg的小滑块轻放于传送带的右端的小滑块轻放于传送带的右端A点点后经传送带加速，恰能到达半圆弧槽的最高点后经传送带加速，恰能到达半圆弧槽的最高点C点，并被抛入距点，并被抛入距C点高度点高度h=0.25m的收的收集筐内的集筐内的D点，小滑块与传送带间的动摩擦因数点，小滑块与传送带间的动摩擦因数=0.5，g=10m/s2 ，不计小滑块通过不计小滑块通过连接处的能量损失。求：连接处的能量损失。求：（1）小滑块在）小滑块在C点速度点速度vC的大小及的大小及D点到点到C点的水平距离点的水平距离x；（2）传送带）传送带AB间的长度间的长度L；（3）小滑块在传送带上运动过程产生的热量）小滑

3、块在传送带上运动过程产生的热量Q；（1 1）小滑块在）小滑块在C C点速度点速度v vC C的大小及的大小及D D点到点到C C点的水平距离点的水平距离x x；对滑块在对滑块在C点分析点分析mgRvmmgC2smvC/5离开离开C C点后滑块做平抛运动点后滑块做平抛运动221gth st105mtvxC5.0（2）传送带）传送带AB间的长度间的长度L；滑块在滑块在AB段段做什么运动呢？做什么运动呢？对滑块从对滑块从B到到C运用动能定理运用动能定理2221212BCmvmvRmgsmvB/5滑块在滑块在AB段一直做匀加速运动段一直做匀加速运动mgNf22BvaL mL5.2mamg 2/5sma

4、 先加速后匀速或一直加速v传传=6m/s对滑块分析对滑块分析（3）小滑块在传送带上运动过程产生的热量）小滑块在传送带上运动过程产生的热量Q；Q=fx滑块在滑块在AB段做匀加速运动的时间段做匀加速运动的时间savtB11mLxx5.3传相对位移相对位移JxmgQ5.3传送带的位移传送带的位移mtvx61传传相对位移发生在匀加速阶段相对位移发生在匀加速阶段【例【例2】在某电视台举办的冲关游戏中，】在某电视台举办的冲关游戏中，AB是处于竖直平面内的光滑圆弧轨道，半径是处于竖直平面内的光滑圆弧轨道，半径R=1.6m，BC是长度为是长度为L1=3m的水平传送带，的水平传送带，CD是长度为是长度为L2=3

5、.6m水平粗糙轨道，水平粗糙轨道，AB、CD轨道与传送带平滑连接，参赛者抱紧滑板从轨道与传送带平滑连接，参赛者抱紧滑板从A处由静止下滑，参赛者和滑板可视为处由静止下滑，参赛者和滑板可视为质点，参赛者质量质点，参赛者质量m=60kg，滑板质量可忽略已知滑板与传送带、水平轨道的动摩擦，滑板质量可忽略已知滑板与传送带、水平轨道的动摩擦因数分别为因数分别为1=0.4、2=0.5，g取取10m/s2.求：求：（1）参赛者运动到圆弧轨道）参赛者运动到圆弧轨道B处对轨道的压力大小；处对轨道的压力大小；（2）若参赛者恰好能运动至）若参赛者恰好能运动至D点，求传送带运转速率及方向；点，求传送带运转速率及方向；（

6、3）在第（）在第（2）问中，传送带由于传送参赛者多消耗的电能）问中，传送带由于传送参赛者多消耗的电能（1）参赛者运动到圆弧轨道B处对轨道的压力大小021)60cos1(2BmvmgR对参赛者从A到B的过程运用动能定理smvB/4N NB Bmgmg在B处RvmmgNBB2NNB1200根据牛顿第三定律：F压=NB=1200N=1200N(2)若参赛者恰好能运动至若参赛者恰好能运动至D点，求传送带运转速率及方点，求传送带运转速率及方向向对参赛者从C到D过程运用动能定理222210cmvmgLsmvC/64 46 6BC段参赛者如何运动呢？先加速后匀速还是一直加速加速阶段a=1g=4m/s2mma

7、vvxBC35.22221参赛者先加速后匀速，传送带顺时针运转，v传=6m/ssavvBC5.0t(3)在第在第(2)问中，传送带由于传送参赛者多消耗的电能问中，传送带由于传送参赛者多消耗的电能多消耗的电能去了哪里？内能和动能2212121BCkmvmvxmgEQE电在传送带上，参赛者匀加速阶段mtvx35.06传传mxxx5.01传相对位移JE720电E减=E增力学模型力学模型4 4：弹簧模型：弹簧模型优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PP

8、T)弹簧模型弹簧模型力的角度特殊位置平衡、形变量最大的位置.牛顿第二定律F合=ma能的角度特殊过程EP弹不变、EPm0.能量守恒E增=E减优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)【例3】如图所示，在竖直平面内，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径r=0.2m的四分之一细圆管CD，圆管内径略大于小球直径，管口D端正下方直立一根劲度系数为k=100N/m的轻弹簧，弹簧一端固定，另一端恰好与管口D端平齐，一个可视为质

9、点的小球放在曲面AB上，小球质量m=1kg。现从距BC的高度为h=0.6m处由静止释放小球，它与BC间的动摩擦因数=0.5，小球进入管口C端时，它对上管壁有FN=10N的相互作用力，通过CD后，在压缩弹簧过程中小球速度最大时弹簧弹性势能Ep=0.5J。取重力加速度g=10m/s2。求：（1）小球通过C点时的速度大小；（2）水平面BC的长度；（3）在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)（1）小球通过）小球

10、通过C点时的速度大小点时的速度大小对小球在C C点分析mgFNrvmFmgCN2smvC/2优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)（2）水平面）水平面BC的长度；的长度；对小球从A到C运用动能定理0212CBCmvmgxmghmxBC8.0优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)【例3

11、】如图所示，在竖直平面内，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径r=0.2m的四分之一细圆管CD，圆管内径略大于小球直径，管口D端正下方直立一根劲度系数为k=100N/m的轻弹簧，弹簧一端固定，另一端恰好与管口D端平齐，一个可视为质点的小球放在曲面AB上，小球质量m=1kg。现从距BC的高度为h=0.6m处由静止释放小球，它与BC间的动摩擦因数=0.5，小球进入管口C端时，它对上管壁有FN=10N的相互作用力，通过CD后，在压缩弹簧过程中小球速度最大时弹簧弹性势能Ep=0.5J。取重力加速度g=10m/s2。求：（1）小球通过C点时的速度大小；（2）水平面BC的长度

12、；（3）在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm小球何时速度最大呢？当mg=kx时速度最大特殊位置优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)（3 3）在压缩弹簧过程中小球的最大动能）在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm当mg=kx时速度最大mx1.0小球和弹簧组成的系统分析小球从C C到速度最大过程中PCkmEmvExr221mg）（JE5.4km在小球从A A至速度最大的过程中BCPkmmgxEExrhmg)(E减=E增优秀ppt公开课ppt免

13、费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)【例【例4】如图，一根原长为】如图，一根原长为l0的轻弹簧套在光滑直杆的轻弹簧套在光滑直杆AB上，其下端固定在杆的上，其下端固定在杆的A端，质端，质量为量为m的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连。球和杆一起绕经过杆的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连。球和杆一起绕经过杆A端的竖直轴端的竖直轴OO匀速转动，且杆与水平面间始终保持匀速转动，且杆与水平面间始终保持30角。已知杆处于静止状态时弹簧的压缩量角。已知杆处于静止状态时弹簧的压

14、缩量为为 ，重力加速度为，重力加速度为g。求：。求：（1）求弹簧的劲度系数）求弹簧的劲度系数k；（2）弹簧为原长时，杆的角速度为多少；）弹簧为原长时，杆的角速度为多少；（3）在杆的角速度由）在杆的角速度由0缓慢增大到缓慢增大到 过程中，小球机械能增加了多少过程中，小球机械能增加了多少。20l0232lg优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)（1）求弹簧的劲度系数）求弹簧的劲度系数k；mgNkx30sin20mglk0lmgk 对小球静止时

15、受力分析对小球静止时受力分析优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)（2）弹簧为原长时，杆的角速度为多少；）弹簧为原长时，杆的角速度为多少；mgNF合合对小球受力分析对小球受力分析30cos30tan020lmmg0032lg优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)（3）在杆的角速度由）

16、在杆的角速度由0缓慢增大到缓慢增大到 过程中，小球机过程中，小球机械能增加了多少。械能增加了多少。0232lgmgNkx30cos30sinNkxmg30cos)(30cos30sin02xlmkxN由得：由得：20lx yx0弹簧对弹簧对小球有向下的拉力小球有向下的拉力优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)（3）在杆的角速度由0缓慢增大到 过程中，小球机械能增加了多少。0232lg小球增加的重力势能小球增加的重力势能mgl0sin30l

17、0/2l0/2小球的末速度小球的末速度0002330cos)2(glllv020452130sinmglmvmglE小球增加的机械能小球增加的机械能优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)【例5】（选做选做）如图所示，足够大的水平光滑圆台中央立着一根光滑的杆，原长为L的轻弹簧套在杆上，质量均为m的A、B、C三个小球用两根轻杆通过光滑铰链连接，轻杆长也为L，A球套在竖直杆上。现将A球搁在弹簧上端，当系统处于静止状态时，轻杆与竖直方向夹角37已

18、知重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，sin370.6，cos370.8。（1）求轻杆对B的作用力F和弹簧的劲度系数k；对对B B分析分析mgNF=0=0对对A A分析分析mgkxmgLLk)cos(Lmgk5优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)（2）让B、C球以相同的角速度绕竖直杆匀速转动，若转动的角速度为0（未知）时，B、C球刚要脱离圆台，求轻杆与竖直方向夹角0的余弦和角速度0；N=0mgF对对B分析分析0cosFmg 0200s

19、insinLmF对对A分析分析mgkxFF00cos2)cos(FmgLLk由得：由得：52cos0Lg250对对ABCABC整体分析整体分析)cos(30LLkmg3mgkx52cos0优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)（3）两杆竖直并拢，A球提升至距圆台L高处静止，受到微小扰动，A球向下运动，同时B、C球向两侧相反方向在圆台上沿直线滑动，A、B、C球始终在同一竖直平面内，观测到A球下降的最大距离为0.4LA球运动到最低点时加速度大

20、小为a0，求此时弹簧的弹性势能Ep以及B球加速度的大小a。vA=0对对ABCABC和弹簧组成的系统分析和弹簧组成的系统分析mgLLmgEP4.04.0vB=0 vC=0E增=E减优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)mgkxFF01cos24.0mamgFLk对对A分析分析对对B分析分析maF1sin由得：由得：)(320agamgFNa a向左加速向左加速向左减速向左减速向下加速向下加速向下减速向下减速aAa054sin1优秀ppt公开

21、课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)谢 谢 聆 听！优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)扬州市教育局高三物理名师课程优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费课件高考物理专题复习 力学综合计算题例析2(共30张PPT)