素養(yǎng)提升11⇒動(dòng)力學(xué)和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用

4/4動(dòng)力學(xué)和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用題型一多運(yùn)動(dòng)組合問題1.分析思路（1）受力與運(yùn)動(dòng)分析：根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)過程分析物體的受力情況，以及不同運(yùn)動(dòng)過程中力的變化情況；（2）做功分析：根據(jù)各種力做功的不同特點(diǎn)，分析各種力在不同運(yùn)動(dòng)過程中的做功情況；（3）功能關(guān)系分析：運(yùn)用動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律或能量守恒定律進(jìn)行分析，選擇合適的規(guī)律求解。2.方法技巧（1）“合”——整體上把握全過程，構(gòu)建大致的運(yùn)動(dòng)情景；（2）“分”——將全過程進(jìn)行分解，分析每個(gè)子過程對(duì)應(yīng)的基本規(guī)律；（3）“合”——找出各子過程之間的聯(lián)系，以銜接點(diǎn)為突破口，尋求解題最優(yōu)方案?！纠?】（2024·重慶統(tǒng)考）如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑傾斜軌道傾角為37°，圓形管道半徑為R、內(nèi)壁光滑，傾斜軌道與圓形管道之間平滑連接，相切于B點(diǎn)，C、D分別為圓形管道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，整個(gè)裝置固定在豎直平面內(nèi)，一小球質(zhì)量為m，小球直徑略小于圓形管道內(nèi)徑，圓形管道內(nèi)徑遠(yuǎn)小于R，重力加速度為g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。（1）將圓形管道的上面三分之一部分（PDQ段）取下來，并保證剩余圓弧管道的P、Q兩端等高，為使小球滑下后，在圓形管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)通過P點(diǎn)時(shí)，管道內(nèi)壁對(duì)小球的作用力恰好為0，從傾斜軌道上距離C點(diǎn)多高的位置A由靜止釋放小球；（2）若將圓形管道的DQB段取下來，改變小球在傾斜軌道上由靜止釋放的位置，小球從D點(diǎn)飛出后落到傾斜軌道時(shí)的動(dòng)能也隨之改變，求小球從D點(diǎn)飛出后落到傾斜軌道上動(dòng)能的最小值（只考慮小球落到傾斜軌道上的第一落點(diǎn)）。嘗試解題

（多選）如圖所示，B、M、N分別為豎直光滑圓軌道上的三個(gè)點(diǎn)，B點(diǎn)和圓心等高，M點(diǎn)與O點(diǎn)在同一豎直線上，N點(diǎn)和圓心O的連線與豎直方向的夾角為α＝45°，現(xiàn)從B點(diǎn)的正上方某處A點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m的小球，經(jīng)圓軌道飛出后沿水平方向通過與O點(diǎn)等高的C點(diǎn)，已知圓軌道半徑為R，重力加速度為g，則以下說法正確的是（）A.A、B兩點(diǎn)間的高度差為22R B.C到N的水平距離為2C.小球在M點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小為（3＋2）mg D.小球從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間為2題型二“傳送帶”模型1.兩個(gè)分析角度（1）動(dòng)力學(xué)角度：首先要正確分析物體的運(yùn)動(dòng)過程，做好受力分析，然后利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合牛頓第二定律求物體及傳送帶在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的位移，找出物體和傳送帶之間的位移關(guān)系。（2）能量角度：求傳送帶對(duì)物體所做的功、物體和傳送帶由于相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生的熱量、因放上物體而使電動(dòng)機(jī)多消耗的電能等，常依據(jù)功能關(guān)系或能量守恒定律求解。2.功能關(guān)系（1）功能關(guān)系分析：W＝ΔEk＋ΔEp＋Q。（2）對(duì)W和Q的理解①傳送帶克服摩擦力做的功：W＝Ffx傳；②產(chǎn)生的內(nèi)能：Q＝Ffx相對(duì)。水平傳送帶模型【例2】（2024·山東煙臺(tái)模擬）我國(guó)物流市場(chǎng)規(guī)模連續(xù)七年位列全球第一。某物流分揀中心為轉(zhuǎn)運(yùn)貨物安裝有水平傳送帶，傳送帶空載時(shí)保持靜止，一旦有貨物置于傳送帶上，傳送帶就會(huì)以1m/s2的加速度向前加速運(yùn)行。如圖所示，在傳送帶空載的某時(shí)刻，某質(zhì)量為20kg的貨物向前以3m/s的初速度滑上傳送帶。已知傳送帶長(zhǎng)為6m，貨物和傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，取g＝10m/s2，求：（1）貨物用多長(zhǎng)時(shí)間到達(dá)傳送帶末端；（2）整個(gè)過程傳送帶對(duì)貨物做的功；（3）傳送帶與貨物由于摩擦產(chǎn)生的熱量。嘗試解題傾斜傳送帶模型【例3】（2024·貴州黔東南模擬）如圖所示，某小型購(gòu)物商場(chǎng)的電梯長(zhǎng)L＝7.0m，傾角θ＝37°。在某次搬運(yùn)貨物時(shí)，售貨員將質(zhì)量為m＝50kg的貨物無初速度放在電梯的最下端，然后啟動(dòng)電機(jī)，電梯先以a0＝1m/s2的加速度向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，速度達(dá)到v0＝2m/s后勻速運(yùn)動(dòng)。已知貨物與電梯表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.8，重力加速度g＝10m/s2，不計(jì)空氣阻力。求：（1）貨物從電梯底端運(yùn)動(dòng)到頂端所用的時(shí)間；（2）電機(jī)因運(yùn)送該貨物多做的功（忽略電梯自身動(dòng)能的變化）。嘗試解題題型三“滑塊－木板”模型1.兩個(gè)分析角度（1）動(dòng)力學(xué)角度：首先隔離物塊和木板，分別分析受力，求出加速度，根據(jù)初速度分析兩者的運(yùn)動(dòng)過程，畫出運(yùn)動(dòng)軌跡圖，找到位移和相對(duì)位移關(guān)系，根據(jù)時(shí)間關(guān)系列位移等式和速度等式。（2）能量角度：物塊在木板上滑行時(shí)，速度減小的物塊動(dòng)能減小，速度增大的木板動(dòng)能增加，根據(jù)能量守恒，減小的動(dòng)能等于增加的動(dòng)能與系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能之和。2.三種處理方法（1）求解對(duì)地位移可優(yōu)先考慮應(yīng)用動(dòng)能定理。（2）求解相對(duì)位移可優(yōu)先考慮應(yīng)用能量守恒定律。（3）地面光滑時(shí)，求速度可優(yōu)先考慮應(yīng)用動(dòng)量守恒定律。水平面上的板塊模型【例4】（多選）（2023·全國(guó)乙卷21題）如圖，一質(zhì)量為M、長(zhǎng)為l的木板靜止在光滑水平桌面上，另一質(zhì)量為m的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從木板上的左端以速度v0開始運(yùn)動(dòng)。已知物塊與木板間的滑動(dòng)摩擦力大小為f，當(dāng)物塊從木板右端離開時(shí)（）A.木板的動(dòng)能一定等于fl B.木板的動(dòng)能一定小于flC.物塊的動(dòng)能一定大于12mv02－fl D.物塊的動(dòng)能一定小于12聽課記錄斜面上的板塊模型【例5】（多選）（2024·河北衡水模擬）如圖所示，傾角為37°的粗糙斜面固定在水平地面上，斜面底端固定一與斜面垂直的彈性擋板C。長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝8m、質(zhì)量為M＝43kg的長(zhǎng)木板A置于斜面上，質(zhì)量為m＝1kg的物塊B（可視為質(zhì)點(diǎn)）置于長(zhǎng)木板上端，物塊B與長(zhǎng)木板A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1＝0.25，長(zhǎng)木板A與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2＝928，長(zhǎng)木板A下端與擋板C的距離為d＝6m。同時(shí)由靜止釋放長(zhǎng)木板A和物塊B，長(zhǎng)木板A與擋板C碰撞后原速率返回。sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度取g＝10m/s2。下列說法正確的是（A.長(zhǎng)木板A剛開始沿斜面向下運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為3m/s2B.物塊B在長(zhǎng)木板A上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為4sC.物塊B在長(zhǎng)木板A上運(yùn)動(dòng)的過程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能為61JD.物塊B從長(zhǎng)