1、1将全过程进行分解,分析每个过程的规律,分析哪种能量增加了哪种能量减少了;找到子过程的联系,寻找解题方法2若运动过程只涉及求解力而不涉及能量,运用牛顿运动定律;3若运动过程涉及能量转化问题,且具有功能关系的特点,则常用动能定理或能量守恒定律;4不同过程连接点速度的关系有时是处理两个过程运动规律的突破点1(2019福建厦门市期末质检)一劲度系数为k100 N/m的轻弹簧下端固定于倾角为53的光滑斜面底端,上端连接物块Q.一轻绳跨过定滑轮O,一端与物块Q连接,另一端与套在光滑竖直杆上的物块P连接,定滑轮到竖直杆的距离为d0.3 m初始时在外力作用下,物块P在A点静止不动,轻绳与斜面平行,绳子张力大
2、小为50 N已知物块P质量为m10.8 kg,物块Q质量为m25 kg,不计滑轮大小及摩擦,取g10 m/s2,sin 530.8,cos 530.6.现将物块P由静止释放,求:图1(1)物块P位于A点时,弹簧的伸长量x1;(2)物块P上升h0.4 m至与滑轮O等高的B点时的速度大小;(3)物块P上升至B点过程中,轻绳拉力对其所做的功2.如图2所示,一个倾角30的光滑直角三角形斜劈固定在水平地面上,顶端连有一轻质光滑定滑轮质量为m的A物体置于地面上,上端与劲度系数为k的竖直轻弹簧相连一条轻质绳跨过定滑轮,一端与斜面上质量为m的B物体相连,另一端与弹簧上端连接,调整细绳和A、B物体的位置,使弹簧
3、处于原长状态,且细绳自然伸直并与三角斜劈的两个面平行现将B物体由静止释放,已知B物体恰好能使A物体刚要离开地面但不继续上升,重力加速度为g.求:图2(1)B物体在斜面上下滑的最大距离x;(2)B物体下滑到最低点时的加速度的大小和方向;(3)若将B物体换成质量为2m的C物体,C物体由上述初始位置静止释放,当A物体刚好要离开地面时,C物体的速度大小v为多少3(2019浙江湖州市模拟)某校科技节举行车模大赛,其规定的赛道如图4所示,某小车以额定功率18 W由静止开始从A点出发,经过粗糙水平面AB,加速2 s后进入光滑的竖直圆轨道BC,恰好能经过圆轨道最高点C,然后经过光滑曲线轨道BE后,从E处水平飞
4、出,最后落入沙坑中,已知圆轨道半径R1.2 m,沙坑距离BD平面的高度h21 m,小车的总质量为1 kg,g10 m/s2,不计空气阻力,求:图4(1)小车在B点对轨道的压力大小;(2)小车在AB段克服摩擦力做的功;(3)轨道BE末端平抛高台高度h1为多少时,能让小车落入沙坑的水平位移最大;最大值是多少4(2020湖南娄底市质量检测)如图5,、为极限运动中的两部分赛道,其中的AB部分为竖直平面内半径为R的光滑圆弧赛道,最低点B的切线水平;上CD为倾角为30的斜面,最低点C位于B点的正下方,B、C两点距离也等于R.质量为m的极限运动员(可视为质点)从AB上P点处由静止开始滑下,恰好垂直CD落到斜
5、面上(不计空气阻力,重力加速度为g)求: 图5(1)极限运动员落到CD上的位置与C的距离; (2)极限运动员通过B点时对圆弧轨道的压力; (3)P点与B点的高度差答案精析1(1)0.1 m(2)2 m/s(3)8 J解析(1)物块P位于A点,假设弹簧伸长量为x1,对Q受力分析,则:FTm2gsin kx1,解得:x10.1 m.(2)此时OB垂直竖直杆,d0.3 m,h0.4 m,则OP0.5 m,此时物块Q速度为0,下降距离为:xOPd0.5 m0.3 m0.2 m,即弹簧压缩量x20.2 m0.1 m0.1 m,弹性势能不变对物块P、Q及弹簧组成的整体,根据能量守恒有:m2gxsin m1
6、ghm1v,代入数据可得:vB2 m/s(3)对物块P分析:WTm1ghm1v代入数据得:WT8 J.2(1)(2)g方向沿斜面向上(3)g解析(1)当A物体刚要离开地面但不上升时,A物体处于平衡状态,B物体沿斜面下滑x,则弹簧的伸长量为x.对A物体有:kxmg0解得:x(2)当A物体刚要离开地面时,A与地面间的作用力为0.对A物体与轻弹簧组成的整体,由平衡条件得:FTmg0设此时B物体的加速度大小为a,对B物体,由牛顿第二定律得:FTmgsin ma解得:ag方向沿斜面向上(3)A物体刚要离开地面时,弹簧的弹性势能增加Ep,对B物体下滑的过程,由能量守恒定律得:Epmgxsin 对C物体下滑
7、的过程,由能量守恒定律得Ep2mv22mgxsin 解得:vg3(1)60 N(2)6 J(3)1 m4 m解析(1)由于小车恰好经过圆轨道最高点C,则有mg由BC,根据动能定理有2mgRmvC2mv在B点由牛顿第二定律有FNmgm联立解得FN60 N,由牛顿第三定律可知,在B点小车对轨道的压力大小为60 N,方向竖直向下(2)由AB,根据动能定理有:PtWfmv,解得Wf6 J,即小车在AB段克服摩擦力做的功为6 J.(3)由BE,根据动能定理有mgh1mvmv,飞出后,小车做平抛运动,所以h1h2gt2水平位移xvEt,可得x ,即x ,当h11 m时,水平距离最大,xmax4 m.4(1)R(2)mg,竖直向下(3)R解析(1)设极限运动员在B点的速度大小为v0,落在CD上时,位置与C的距离为x,速度大小为v,在空中运动的时间为t,则xcos 30v0tRxsin 30gt2gt,联立解得x0.8R;(2)由(1)可得:v0 通过B点时,轨道对极限运动员的支持力大小为FN,则有FNmgm解得FNmg根据牛顿第三定律可知,极限运动员对轨道的压力大小FNFNmg,方向竖直向下(3)设P点与B点的高度差为h,则由能量守恒有mghmv解得hR.