2020版物理新增分大一轮新高考讲义---第三章 牛顿运动定律 专题强化四

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1、2020版物理新增分大一轮新高考讲义专题强化四　动力学中三种典型物理模型专题解读1.本专题是动力学方法在三类典型模型问题中的应用，其中等时圆模型常在选择题中考查，而滑块—木板模型和传送带模型常以计算题压轴题的形式命题．2．通过本专题的学习，可以培养同学们的审题能力、建模能力、分析推理能力和规范表达等物理学科素养，针对性的专题强化，通过题型特点和解题方法的分析，能帮助同学们迅速提高解题能力．3．用到的相关知识有：匀变速直线运动规律、牛顿运动定律、相对运动的有关知识．一、“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1①可能一直加速②可能先加速后匀速情景2①v0>v

2、，可能一直减速，也可能先减速再匀速②v0＝v，一直匀速③v0v，返回时速度为v，若v0

3、块和木板向同一方向运动，则滑块的位移和木板的位移之差等于木板的长度；若滑块和木板向相反方向运动，则滑块的位移和木板的位移之和等于木板的长度．命题点一　“传送带”模型1．水平传送带水平传送带又分为两种情况：物体的初速度与传送带速度同向(含物体初速度为0)或反向．在匀速运动的水平传送带上，只要物体和传送带不共速，物体就会在滑动摩擦力的作用下，朝着和传送带共速的方向变速(若v物v传，则物体减速)，直到共速，滑动摩擦力消失，与传送带一起匀速运动，或由于传送带不是足够长，在匀加速或匀减速过程中始终没达到共速．计算物体与传送带间的相对路程要分两种情况：①若二者同

4、向，则Δs＝

5、s传－s物

6、；②若二者反向，则Δs＝

7、s传

8、＋

9、s物

10、.2．倾斜传送带物体沿倾角为θ的传送带传送时，可以分为两类：物体由底端向上运动，或者由顶端向下运动．解决倾斜传送带问题时要特别注意mgsinθ与μmgcosθ的大小和方向的关系，进一步判断物体所受合力与速度方向的关系，确定物体运动情况．例1　(2018·安徽省安庆市二模)如图1所示，半径R＝1.6m的光滑半圆形轨道固定于竖直平面内，下端与传送带相切于B点，水平传送带上A、B两端点间距L＝16m，传送带以v0＝10m/s的速度顺时针运动，将质量m＝1kg的小滑块(可视为质点)放到传送带上，滑块与传送带间的动摩擦因

11、数μ＝0.4，取g＝10m/s2.图1(1)将滑块在传送带A端由静止释放，求滑块由释放到第一次经过B端时所需时间；(2)若滑块仍由静止释放，要想滑块能通过圆轨道的最高点C，求滑块在传送带上释放的位置范围；(3)若将滑块在传送带中点处释放，同时沿水平方向给滑块一初速度，使滑块能通过圆轨道的最高点C，求此初速度满足的条件．答案　见解析解析　(1)设滑块加速运动的时间为t1，加速度大小为a，对滑块受力分析，有μmg＝mav0＝at1解得：t1＝2.5s，a＝4m/s2设滑块速度达到v0时经过的位移为x1x1＝at12＝12.5m设滑块匀速运动的位移为x2，则x2＝L－x1＝3.5m则

12、滑块匀速运动的时间为t2＝＝0.35s所需时间为t＝t1＋t2＝2.85s.(2)滑块能通过C点的临界条件是在C点轨道对滑块压力为0，则在C点由牛顿第二定律得mg＝mB点到C点由动能定理得－mg·2R＝mv－mv滑块通过B点的速度至少为vB＝4m/svB2＝2ax解得：x＝10m滑块在A端与距A端6m的范围内任何一个位置释放均可到达半圆轨道的最高点C处．(3)若给滑块一水平向右的初速度v1，vB2－v12＝2a·解得：v1＝4m/s所以v1≥4m/s若给滑块一水平向左的初速度v2，只需让滑块向左减速滑行的距离在2～8m的范围即可由运动学公式可得v22－0＝2ax′，2≤x′≤8

13、解得4m/s≤v2≤8m/s，所以当初速度方向水平向左时满足于4m/s≤v2≤8m/s.变式1　(2018·甘肃省兰州一中模拟)如图2甲所示，倾角为37°足够长的传送带以4m/s的速度顺时针转动，现将小物块以2m/s的初速度沿斜面向下冲上传送带，小物块的速度随时间变化的关系如图乙所示，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，试求：图2(1)小物块与传送带间的动摩擦因数为多大；(2)0～8s内小物块与传送带之间的划痕为多长．答案　(1)　(2)18m解析　(1)根据v－t