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高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題七 計算題題型強(qiáng)化 第2講 必考計算題20題 動力學(xué)方法和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用課件

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高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題七 計算題題型強(qiáng)化 第2講 必考計算題20題 動力學(xué)方法和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用課件

第2講必考計算題20題 動力學(xué)方法和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用專題七計算題題型強(qiáng)化題型1直線運(yùn)動中動力學(xué)方法和能量觀點(diǎn)的應(yīng)用題型2曲線運(yùn)動中動力學(xué)方法和能量觀點(diǎn)的應(yīng)用直線運(yùn)動中動力學(xué)方法和能量觀點(diǎn)的應(yīng)用題型1命題預(yù)測1.航母艦載機(jī)滑躍起飛有點(diǎn)像高山滑雪,主要靠甲板前端的上翹來幫助戰(zhàn)斗機(jī)起飛,其示意圖如圖1所示,設(shè)某航母起飛跑道主要由長度為L1160 m的水平跑道和長度為L220 m的傾斜跑道兩部分組成,水平跑道與傾斜跑道末端的高度差h4.0 m.一架質(zhì)量為m2.0104 kg的飛機(jī),其噴氣發(fā)動機(jī)的推力大小恒為F1.2105 N,方向與速度方向相同,在從靜止開始運(yùn)動的整個過程中飛機(jī)受到的平均阻力大小為飛機(jī)重力的0.1倍,假設(shè)航母處于靜止?fàn)顟B(tài),飛機(jī)質(zhì)量視為不變并可看成質(zhì)點(diǎn),傾斜跑道看做斜面,不計拐角處的影響.取g10 m/s2.(1)求飛機(jī)在水平跑道運(yùn)動的時間;圖1答案答案8 s1234答案解析1234解析解析設(shè)飛機(jī)在水平跑道的加速度為a1,阻力為Ff由牛頓第二定律得FFfma1解得t18 s1234(2)求飛機(jī)到達(dá)傾斜跑道末端時的速度大??;答案解析解析解析設(shè)飛機(jī)在水平跑道末端速度為v1,在傾斜跑道末端速度為v2,加速度為a2水平跑道上:v1a1t1傾斜跑道上:由牛頓第二定律得1234(3)如果此航母去掉傾斜跑道,保持水平跑道長度不變,現(xiàn)在跑道上安裝飛機(jī)彈射器,此彈射器彈射距離為84 m,要使飛機(jī)在水平跑道的末端速度達(dá)到100 m/s,則彈射器的平均作用力為多大?(已知彈射過程中發(fā)動機(jī)照常工作)答案答案1.0106 N解析解析設(shè)彈射器的平均彈力為F1,彈射距離為x,飛機(jī)在水平跑道末端速度為v3解得F11.0106 N.1234答案解析模擬訓(xùn)練2.戰(zhàn)機(jī)常配有阻力傘,阻力傘也叫減速傘,是用來減小戰(zhàn)機(jī)著陸時滑跑速度的傘狀工具.某質(zhì)量為m2.0104 kg的戰(zhàn)機(jī)以水平速度v0100 m/s著陸后立即關(guān)閉引擎同時打開阻力傘,情形如圖2甲所示,戰(zhàn)機(jī)做直線運(yùn)動,其速度隨時間變化關(guān)系如圖乙所示,圖線在1222 s時間內(nèi)可近似看成直線,重力加速度g10 m/s2,求:(1)在1222 s時間內(nèi),戰(zhàn)機(jī)受到的平均阻力大?。粓D2答案答案4.0104 N1234答案解析1234根據(jù)牛頓第二定律:Ffma4.0104 N(2)在012 s時間內(nèi),戰(zhàn)機(jī)克服阻力做功的平均功率.答案答案8.0106 W解析解析012 s時間內(nèi),根據(jù)動能定理:Wf9.6107 J答案解析12343.滑草是一項前衛(wèi)運(yùn)動,和滑雪一樣能給運(yùn)動者帶來動感和刺激,能體驗人與大自然的和諧,在感受風(fēng)一般速度的同時又能領(lǐng)略到大自然的美好.圖3甲照片是無軌道滑草,圖乙照片是千島湖石林景區(qū)的軌道滑草,其軌道的上段坡度很大而下段比較平坦,表面鋪設(shè)滑草,軌道末端有一段表面鋪設(shè)橡膠的水平減速帶,滑行者坐在滑草盆內(nèi)自頂端靜止下滑.其滑行軌道可簡化為圖丙模型:設(shè)軌道上端與底端高度差H32 m,水平距離L80 m,末端減速帶長s16 m,滑草盆與滑草間的動摩擦因數(shù)為1,滑草盆與橡膠間的動摩擦因數(shù)為2.(忽略軌道各連接處的動能損失,g取10 m/s2)求:圖31234(1)若10.24,則滑草者剛到達(dá)減速帶時的速度有多大;答案答案16 m/s代入數(shù)據(jù)解得:v16 m/s.答案解析1234(2)若滑草者與盆的總質(zhì)量為75 kg, 則滑草者滑行一次, 將會產(chǎn)生多少熱量;答案答案2.4104 J解析解析設(shè)滑草者滑行一次產(chǎn)生熱量為Q由能量守恒得:QmgH代入數(shù)據(jù)解得:Q2.4104 J.答案解析1234(3)為確?;菡吣芡T谙鹉z材質(zhì)的水平減速帶上,1、2應(yīng)滿足什么條件.答案答案0.40.2210.4解析解析設(shè)滑草者在減速帶滑行距離x后停下,由動能定理:mgH1mgL2mgx0為確保安全,0 xs解得:0.40.2210.4.答案解析123412344.(2017嘉興一中等五校聯(lián)考)如圖4甲所示,傾角為37的傳送帶以恒定速率逆時針運(yùn)行,現(xiàn)將一質(zhì)量m2 kg的小物體輕輕放在傳送帶的A端,物體相對地面的速度隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示,2 s末物體到達(dá)B端,取沿傳送帶向下為正方向,g10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8,求:(1)小物體在傳送帶A、 B兩端間運(yùn)動的平均速度v的大?。淮鸢复鸢? m/s答案解析圖41234解析解析由題意及題圖乙可知,傳送帶長為:t2 s,所以v8 m/s.(2)物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù);答案答案0.5解得0.5.解析解析由題圖乙可知傳送帶運(yùn)行速度為v110 m/s,1234答案解析(3)2 s內(nèi)物體機(jī)械能的減少量E及因與傳送帶摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能Q.答案答案48 J48 J解得Q48 J.解析解析小物體到達(dá)傳送帶B端時的速度大小v212 m/s1234答案解析物體的重力勢能減少了EpmgLsin 210160.6 J192 J所以物體的機(jī)械能的減少量E48 J規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)1.直線運(yùn)動中多運(yùn)動過程組合主要是指直線多過程或直線與斜面運(yùn)動的組合問題.2.涉及的規(guī)律:(1)動力學(xué)觀點(diǎn):牛頓運(yùn)動定律、運(yùn)動學(xué)基本規(guī)律;(2)能量觀點(diǎn):動能定理、機(jī)械能守恒定律、能量守恒定律.3.受力分析、運(yùn)動分析,將物理過程分解成幾個簡單的直線運(yùn)動過程,分別選擇合適的規(guī)律求解.4.相鄰運(yùn)動過程連接點(diǎn)的速度是解題關(guān)鍵.曲線運(yùn)動中動力學(xué)方法和能量觀點(diǎn)的應(yīng)用題型2命題預(yù)測1.(2017嘉興市一中期末)如圖5所示,一質(zhì)量m0.4 kg的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))靜止于動摩擦因數(shù)0.1的水平軌道上的A點(diǎn).現(xiàn)對滑塊施加一水平外力,使其向右運(yùn)動,外力的功率恒為P10 W.經(jīng)過一段時間后撤去外力,滑塊繼續(xù)滑行至B點(diǎn)后水平飛出,恰好在C點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓弧形軌道,軌道的最低點(diǎn)D處裝有壓力傳感器,當(dāng)滑塊到達(dá)傳感器上方時,傳感器的示數(shù)為25.6 N.已知軌道AB的長度L2.0 m,半徑OC和豎直方向的夾角37,圓弧形軌道的半徑R0.5 m.(空氣阻力可忽略,重力加速度g10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8),求:圖512341234(1)滑塊運(yùn)動到C點(diǎn)時速度vC的大小;答案答案5 m/s解析解析滑塊運(yùn)動到D點(diǎn)時,答案解析滑塊由C點(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn)的過程,聯(lián)立解得vC5 m/s1234(2)B、C兩點(diǎn)的高度差h及水平距離x;答案答案0.45 m1.2 m解析解析滑塊在C點(diǎn)時,速度的豎直分量為vyvCsin 3 m/s答案解析滑塊運(yùn)動到B點(diǎn)時的速度為vBvCcos 4 m/sB、C兩點(diǎn)間的水平距離為xvBty1.2 m1234(3)水平外力作用在滑塊上的時間t.答案答案0.4 s解析解析滑塊由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程,答案解析2.如圖6所示,一內(nèi)壁光滑的細(xì)管彎成半徑為R0.4 m的半圓形軌道CD,豎直放置,其內(nèi)徑略大于小球的直徑,水平軌道與豎直半圓形軌道在C點(diǎn)連接完好.置于水平軌道上的彈簧左端與豎直墻壁相連,B處為彈簧的自然狀態(tài).將一個質(zhì)量為m0.8 kg的小球放在彈簧的右側(cè)后,用力向左側(cè)推小球而壓縮彈簧至A處,然后將小球由靜止釋放,小球運(yùn)動到C處后對軌道的壓力為F158 N.水平軌道以B處為界,左側(cè)AB段長為x0.3 m, 與小球的動摩擦因數(shù)為0.5,右側(cè)BC段光滑.g10 m/s2,求:模擬訓(xùn)練1234圖61234(1)彈簧在壓縮時所儲存的彈性勢能;答案答案11.2 J解析解析小球運(yùn)動到C處時,答案解析代入數(shù)據(jù)解得v15 m/s代入解得Ep11.2 J1234(2)小球運(yùn)動到軌道最高處D點(diǎn)時對軌道的壓力大小.答案答案10 N答案解析代入數(shù)據(jù)解得v23 m/s代入數(shù)據(jù)解得F210 N根據(jù)牛頓第三定律得,小球?qū)壍赖膲毫Υ笮?0 N.3.(2017溫州市9月選考)如圖7所示是某公園中的一項游樂設(shè)施,它由彎曲軌道AB、豎直圓軌道BC以及水平軌道BD組成,各軌道平滑連接.其中圓軌道BC半徑R2.0 m,水平軌道BD長L9.0 m,BD段對小車產(chǎn)生的摩擦阻力為車重的0.2倍,其余部分摩擦不計,質(zhì)量為1.0 kg的小車(可視為質(zhì)點(diǎn))從P點(diǎn)靜止釋放,恰好滑過圓軌道最高點(diǎn), 然后從D點(diǎn)飛入水池中, 空氣阻力不計,取g10 m/s2,求:(1)P點(diǎn)離水平軌道的高度H;答案答案5 m圖71234答案解析解析解析小車恰好滑過圓軌道最高點(diǎn)C,在圓軌道的最高點(diǎn)C對小車受力分析有:1234小車由P運(yùn)動到C由動能定理可得聯(lián)立解得H5 m.(2)小車運(yùn)動到圓軌道最低點(diǎn)時對軌道的壓力;答案答案60 N,方向豎直向下由以上兩式可得FN60 N據(jù)牛頓第三定律可知小車運(yùn)動到圓軌道最低點(diǎn)時對軌道的壓力為60 N,方向豎直向下.解析解析小車由P運(yùn)動到B點(diǎn),由動能定理得:在B點(diǎn)對小車:1234答案解析(3)在水池中放入安全氣墊MN(氣墊厚度不計),氣墊上表面到水平軌道BD的豎直高度h3.2 m,氣墊的左右兩端M、N到D點(diǎn)的水平距離分別為5.6 m,8.0 m,要使小車能安全落到氣墊上,則小車釋放點(diǎn)距水平軌道的高度H應(yīng)滿足什么條件?答案答案5 mH6.8 m1234答案解析解析解析小車從D點(diǎn)飛出后做平拋運(yùn)動,因為5.6 mx8.0 m,代入以上兩式可得7 m/svD10 m/s,從小車釋放點(diǎn)至D點(diǎn)由動能定理得代入vD,得到4.25 mH6.8 m若使小車能通過C點(diǎn),需要H5 m綜上:5 mH6.8 m.12344.如圖8所示,AB(光滑)與CD(粗糙)為兩個對稱斜面,斜面的傾角均為,其上部都足夠長,下部分別與一個光滑的圓弧面BEC的兩端相切,一個物體在離切點(diǎn)B的高度為H處,以初速度v0沿斜面向下運(yùn)動,物體與CD斜面的動摩擦因數(shù)為.(1)物體首次到達(dá)C點(diǎn)的速度大?。?234圖8答案答案見解析答案解析(2)物體沿斜面CD上升的最大高度h和時間t;1234答案答案見解析答案解析解析解析物體沿CD上升的加速度大小agsin gcos (3)請描述物體從靜止開始下滑的整個運(yùn)動情況,并簡要說明理由.答案答案見解析解析解析情況一:物體滑上CD斜面并勻減速上升最終靜止在CD斜面某處.理由是物體與CD斜面的動摩擦因數(shù)較大.情況二:物體在軌道上做往復(fù)運(yùn)動,在斜面上做勻變速直線運(yùn)動,最大高度逐漸降低,最終在BEC圓弧內(nèi)做周期性往復(fù)運(yùn)動.理由是物體與CD斜面的動摩擦因數(shù)較小,在CD斜面上克服摩擦力做功,機(jī)械能減少,在BEC圓弧內(nèi)只有重力做功,機(jī)械能守恒.1234答案解析規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)1.曲線運(yùn)動中的動力學(xué)和能量觀點(diǎn)的綜合問題,主要是直線運(yùn)動、平拋運(yùn)動、圓周運(yùn)動三種運(yùn)動中兩者或三者的組合問題.2.對物體進(jìn)行受力分析、運(yùn)動分析、能量分析,初步了解運(yùn)動全過程,構(gòu)建大致運(yùn)動圖景.3.若多過程問題,將全過程分解,尋找子過程間的聯(lián)系和解題方法.

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