1、章末专题复习物理模型1|动力学中的传送带模型1水平传送带模型项目图示滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景2(1)v0v时,可能一直减速,也可能先减速再匀速(2)v0v返回时速度为v,当v0v返回时速度为v02.倾斜传送带模型项目图示滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景2(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速(3)可能先以a1加速后以a2加速情景3(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速(3)可能一直匀速(4)可能先以a1加速后,再以a2加速情景4(1)可能一直加速(2)可能一直匀速(3)可能先减速后反向加速(2017河北正定中学
2、月考)如图31所示,一水平传送带以2.0 m/s的速度顺时针传动,水平部分长为2.0 m其右端与一倾角为37的光滑斜面平滑相连,斜面长为0.4 m,一个可视为质点的物块无初速度地放在传送带最左端,已知物块与传送带间动摩擦因数0.2,试问:(1)物块能否到达斜面顶端?若能则说明理由,若不能则求出物块沿斜面上升的最大距离(2)物块从出发到4.5 s末通过的路程(sin 370.6,g取10 m/s2)图31【解析】(1)物块在传送带上先做匀加速直线运动mgma1s11 mL所以在到达传送带右端前物块已匀速物块以v0速度滑上斜面mgsin ma2物块速度为零时沿斜面上升的距离s2 m由于s2v1,则
3、() 【导学号:92492152】甲乙图32At2时刻,小物块离A处的距离达到最大Bt2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大C0t2时间内,小物块受到的摩擦力方向向右D0t3时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用BC相对地面而言,小物块在0t1时间内向左做匀减速运动,t1t2时间内又反向向右做匀加速运动,当其速度与传送带速度相同时(即t2时刻),小物块开始向右做匀速运动,故小物块在t1时刻离A处距离最大,选项A错误相对传送带而言,在0t2时间内,小物块一直相对传送带向左运动,故一直受向右的滑动摩擦力,在t2t3时间内,小物块相对于传送带静止,小物块不受摩擦力作用,因此t2时刻小物块相对
4、传送带滑动的距离达到最大值,选项B、C正确,选项D错误物理模型2|动力学中的“滑块、滑板”模型1模型特点涉及两个物体,并且物体间存在相对滑动2两种位移关系滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中,若滑块和滑板同向运动,位移之差等于板长;反向运动时,位移之和等于板长3解题思路(1)审题建模求解时应先仔细审题,清楚题目的含义、分析清楚每一个物体的受力情况、运动情况(2)求加速度准确求出各物体在各运动过程的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变)(3)明确关系找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口求解中更应注意联系两个过程的纽带,每一个过程的末速度是下一个过程的初速度(2017江西师大
5、附中模拟)如图33所示,质量M10 kg、上表面光滑的足够长的木板在F50 N的水平拉力作用下,以初速度v05 m/s沿水平地面向右匀速运动现有足够多的小铁块,它们的质量均为m1 kg,将一铁块无初速地放在木板的最右端,当木板运动了L1 m时,又无初速地在木板的最右端放上第2块铁块,只要木板运动了L1 m就在木板的最右端无初速放一铁块试问(g取10 m/s2)图33(1)第1块铁块放上时,木板的速度多大?(2)最终木板上放有多少块铁块?(3)从第1块铁块放上去之后,木板最大还能运动多远? 【导学号:92492153】【规范解答】(1)木板最初做匀速运动,由FMg计算得出,0.5第1块铁块放上后
6、,木板做匀减速运动,即有:F(Mm)gMa1代入数据计算得出:a10.5 m/s2根据速度位移关系公式,有:vv2a1L,计算得出v17 m/s.(2)设最终有n块铁块能静止在木板上,则木板运动的加速度大小为:an第1块铁块放上后:vv2a1L第2块铁块放上后:vv2a2L第n块铁块放上后:vv2anL由上可得:(123n)2Lvv木板停下时,vn0,得n9.5,即最终木板上放有10块(3)从放上第1块铁块至刚放上第9块铁块的过程中,由(2)中表达式可得:2Lvv从放上第10块铁块至木板停止运动的过程中,设木板发生的位移为d,则:2dv0联立计算得出:d0.5 m所以:木板共运动9.5 m.【
7、答案】(1)v17 m/s(2)10块(3)9.5 m突破训练2如图34甲所示,长木板B固定在光滑水平面上,可看做质点的物体A静止叠放在B的最左端现用F6 N的水平力向右拉物体A,经过5 s物体A运动到B的最右端,其vt图象如图乙所示已知A、B的质量分别为1 kg、4 kg,A、B间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2.图34(1)求物体A、B间的动摩擦因数;(2)若B不固定,求A运动到B的最右端所用的时间. 【导学号:92492154】【解析】(1)根据vt图象可知物体A的加速度为aA m/s22 m/s2以A为研究对象,根据牛顿第二定律可得FmAgmAaA解得0.4.(2)由题
8、图乙可知木板B的长度为l510 m25 m若B不固定,则B的加速度为aB m/s21 m/s2设A运动到B的最右端所用的时间为t,根据题意可得aAt2aBt2l解得t7.07 s.【答案】(1)0.4(2)7.07 s高考热点|动力学中的多过程问题综合运用牛顿第二定律和运动学知识解决多过程问题,是本章的重点,更是每年高考的热点解决“多过程”问题的关键:首先明确每个“子过程”所遵守的规律,其次找出它们之间的关联点,然后列出“过程性方程”与“状态性方程”(2017河南林州市专项练习)如图35所示,一圆环A套在一均匀圆木棒B上,A的高度相对B的长度来说可以忽略不计,A和B的质量都等于m,A和B之间滑
9、动摩擦力为f(fmg)开始时B竖直放置,下端离地面高度为h,A在B的顶端,如图所示,让它们由静止开始自由下落,当木棒与地面相碰后,木棒以竖直向上的速度反向运动,并且碰撞前后的速度大小相等设碰撞时间很短,不考虑空气阻力,在B再次着地前,A、B不分离图35(1)请描述在从开始释放到B再次着地前的过程中,A、B各自的运动情况,并解出匀变速运动时的加速度大小;(2)B至少应该多长?【解析】(1)释放后A和B相对静止一起做自由落体运动,加速度大小都为ag,B与地面碰撞后,A继续向下做匀加速运动,加速度大小aA,B竖直向上做匀减速运动,加速度大小aB,B速度减为零后,继续以加速度aB向下运动(2)B着地前
10、瞬间的速度为v1,B与地面碰撞后向上运动到再次落回地面所需时间为t,在此时间内A的位移xv1taAt2,要使B再次着地前A不脱离B,木棒长度L必须满足条件Lx,联立以上各式,解得Lh.【答案】(1)见解析(2)h突破训练3(多选)如图36甲所示,物块的质量m1 kg,初速度v010 m/s,在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动,某时刻后恒力F突然反向,整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示,g取10 m/s2.下列选项正确的是() 【导学号:92492155】甲乙图36A05 s内物块做匀减速运动B在t1 s时刻,恒力F反向C恒力F大小为10 ND物块与水平面间的动摩擦因数为0.3BD根据题图乙可知,物块先匀减速运动到x5 m处,此时速度减为零,之后向右做匀加速直线运动,加速运动到x13 m处时速度达到8 m/s,设物块在匀减速运动时的加速度大小为a1,在匀加速运动时的加速度大小为a2,则a1 m/s210 m/s2,a2 m/s24 m/s2,所以物块做匀减速运动的时间为t1 s,在t1 s时刻,恒力F反向,选项A错误,B正确;根据牛顿第二定律有Fmgma1,Fmgma2,联立并代入数据可得,F7 N,0.3,选项C错误,D正确