2016版《全程复习方略》高考物理全国通用总复习配套课件四“滑块+滑板”问题的综合求解.ppt

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1、热点专题突破系列(四)“滑块+滑板”问题的综合求解【高考热点概述】“滑块+滑板”问题在力学综合题中有广泛应用,它可以检测学生对受力分析、运动过程分析的能力,同时锻炼学生综合应用牛顿运动定律、功能关系及能量守恒定律解决综合问题的能力,是近几年高考的热点。具体如下：1.考查角度：(1)“滑块+滑板”的动力学问题;(2)“滑块+滑板”的功能关系问题。2.规律应用：(1)牛顿第二定律;(2)牛顿第三定律;(3)运动学公式;(4)动能定理;(5)功能关系;(6)能量守恒定律。3.常见题型：(1)滑块与滑板结合;(2)滑块与传送带结合;(3)滑块与弹簧结合。(4)“滑块+滑板

2、”与图像结合。【热点分类突破】一、滑块与滑板结合问题【例证1】如图所示,AB为半径R=0.8m的光滑圆弧轨道,下端B恰与小车右端平滑对接。小车质量M=3kg,车长L=2.06m,车上表面距地面的高度h=0.2m,现有一质量m=1kg的滑块,由轨道顶端无初速度释放,滑到B端后冲上小车。已知地面光滑,滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.3,当车运动了t0=1.5s时,车被地面装置锁定(g=10m/s2)。试求：(1)滑块到达B端时,轨道对它支持力的大小。(2)车被锁定时,车右端距轨道B端的距离。(3)从车开始运动到被锁定的过程中,滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小

3、。【精讲精析】(1)由机械能守恒定律和牛顿第二定律得则：FNB=30N。(2)设m滑上小车后经过时间t1与小车同速,共同速度大小为v对滑块有：μmg=ma1,v=vB-a1t1对于小车：μmg=Ma2,v=a2t1解得：v=1m/s,t1=1s,因t1

4、式,结合牛顿第二定律分析物体速度的关系及位移关系。(3)公式Q=Ff·l相对中l相对为两接触物体间的相对位移,如果两物体同向运动,l相对为两物体对地位移大小之差;如果两物体反向运动,l相对为两物体对地位移大小之和;如果一个物体相对另一物体做往复运动,则l相对为两物体相对滑行路径的总长度。二、滑块与传送带结合问题【例证2】(多选)倾斜传送带与水平方向的夹角θ=37°,传送带以恒定的速度v1=10m/s沿如图所示方向运动。某时刻一小物块以v0=22m/s的速度从传送带底端向上运动,质量m=1kg。传送带AB长为50m,物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.5且认为物块与

5、传送带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则物块在传送带上运动过程中,下列说法正确的是(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)()A.物块先做匀减速直线运动,接着做匀速直线运动B.物块沿传送带向上运动的时间为6.2sC.物块在传送带上运动的全过程中,因摩擦力做功而产生的热量为Q=128.8JD.物块的机械能先减小,后增大,再减小【精讲精析】选B、D。上滑过程中a1=μgcosθ+gsinθ=10m/s2,与传送带共速时上滑的位移x1==19.2m,接下来a2=gsinθ-μgcosθ=2m/s2,继续做匀减速直线运动x2==25m,直到速度为

6、零;下滑过程中加速度仍为a2,做匀加速直线运动,故A错误;上滑的过程分两段,第一段t1==1.2s,第二段t2==5s,所以上滑的总时间为6.2s,故B正确;全过程分成三段,第一段的上滑中位移差为Δx1=x1-v1t1=19.2m-10×1.2m=7.2m第二段的上滑中位移差为Δx2=v1t2-x2=50m-25m=25m上滑过程的摩擦生热为Q=μmgcosθ(Δx1+Δx2)=128.8J第三段的下滑中还有热量生成,所以全过程的摩擦生热一定大于128.8J,故C错误;全过程中,摩擦力先对物体做负功,再做正功,再做负功,所以物体的机械能先减小,再增加,再减小,故D

7、正确。【总结提升】传送带问题的分析思路(1)明确研究对象。(2)对研究对象进行受力分析、过程分析和状态分析,建立清晰的物理模型。注意摩擦力突变对物体运动的影响。(3)利用牛顿运动定律和运动学规律列方程解决物体的运动问题。(4)利用能量转化和守恒的观点,解决传送带问题中的功能转化问题。三、“滑块+滑板”与弹簧结合问题【例证3】如图所示,质量为m的滑块,放在光滑的水平平台上,平台右端B与水平传送带相接,传送带的运行速度为v0,长为L,今将滑块缓慢向左压缩固定在平台上的轻弹簧,到达某处时突然释放,当滑块滑到传送带右端C时,恰好与传送带速度相同。滑块与传送带间的动摩擦因数

8、为μ。(1