《全品高考复习方案》2020届高考物理一轮复习课件:第3单元 牛顿运动定律 专题三 动力学中的典型“模型” .ppt
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1、专题三 动力学中的典型“模型”,热点题型探究教师备用习题,热点一 等时圆模型,1.模型特征 (1)质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到环的最低点所用时间相等,如图Z3-1甲所示. (2)质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到下端所用时间相等,如图乙所示.,(3)两个竖直圆环相切且两环的竖直直径均过切点,质点沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到下端所用时间相等,如图丙所示.,图Z3-1,2.思维模板,例1 如图Z3-2所示,在竖直平面内建立直角坐标系xOy,该平面内有AM、BM、CM三条光滑固定轨道,其中A、C两点处于同一个圆上,C是圆上任意一点,A、M分别为此圆与y轴、x轴
2、的切点,B点在y轴上且BMO=60,O为圆心.现将a、b、c三个小球分别从A、B、C点同时由静止释放,它们将沿轨道运动到M点, 所用时间分别为tA、tB、tC,则( ) A.tAtCtB B.tA=tCtB C.tA=tC=tB D.由于C点的位置不确定,故无法比较时间大小关系,图Z3-2,答案 B,变式题1 如图Z3-3所示,有一个半圆,其直径水平且与另一圆的底部相切于O点,O点恰好是半圆的圆心,它们处在同一竖直平面内.现有三条光滑轨道AOB、COD、EOF,它们的两端分别位于上、下两圆的圆周上,轨道与竖直直 径的夹角关系为.现让一小物块先后从三条轨道顶端由 静止下滑至底端,则小物块在每一条
3、倾斜轨道上滑动所经历的 时间关系为( ) A.tAB=tCD=tEF B.tABtCDtEF C.tABtCDtEF D.tAB=tCDtEF,图Z3-3,答案 B,图Z3-4,答案 C,热点二 滑块长木板模型,滑块和木板的位移关系、速度关系是解答滑块长木板模型的切入点,前一运动阶段的末速度是下一运动阶段的初速度,解题过程中必须以地面为参考系. (1)模型特点:滑块(视为质点)置于长木板上,滑块和木板均相对地面运动,且滑块和木板在摩擦力的作用下发生相对滑动. (2)位移关系:滑块由木板一端运动到另一端过程中,当滑块和木板同向运动时,位移大小之差x=x2-x1=L(板长);当滑块和木板反向运动时
4、,位移大小之和x=x2+x1=L.,例2 2018吉林三调 如图Z3-5甲所示,滑块与长木板叠放在光滑水平面上,开始时均处于静止状态.作用于滑块的水平力F随时间t的变化图像如图乙所示,t=2.5 s时撤去力F.已知滑块质量m=2 kg,木板质量M=1 kg,滑块与木板间的动摩擦因数=0.2,g取10 m/s2.(已知滑块在02.5 s内没有滑离木板) (1)在00.5 s内,求滑块和长木板之 间的摩擦力大小; (2)在2.5 s时,求滑块和长木板各自 的速度大小.,图Z3-5,答案 (1)2 N (2)13 m/s 9 m/s,图Z3-6,答案 (1)0.4 2 m/s2 (2)0.27 m
5、(3)0.54 m,变式题2 2018安徽十校联考 如图Z3-7所示,水平地面上固定一倾角为=37的光滑斜面,一长为L1=0.18 m的木板锁定在斜面上,木板的上端到斜面顶端的距离为L2=0.2 m,绕过斜面顶端光滑定滑轮的一根轻绳一端连接在板的上端,另一端悬吊重物Q,木板与滑轮间的轻绳与斜面平行,物块Q离地面足够高.现在长木板的上端由静止释放一可视为质点的物块P,同时解除对长木板的锁定,结果物块P沿木板下滑而长木板仍保持静止.已知P的质量为m,Q的质量为2m,长木板 的质量为3m,重力加速度g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8. (1)求物块P与木板间的动摩擦因数;
6、 (2)从释放物块P至长木板的上端滑到斜面顶端共需要多长时间?,图Z3-7,答案 (1)0.25 (2)1.3 s, 建模点拨,“滑块长木板模型”解题思路: (1)选取研究对象:隔离滑块、木板,对滑块和木板进行受力分析和运动分析. (2)寻找临界点:根据牛顿第二定律和直线运动规律求解加速度,判断是否存在速度相等的“临界点”,注意“临界点”摩擦力的突变.,(3)分析运动结果:无临界速度时,滑块与木板分离,确定相等时间内的位移关系.有临界速度时,滑块与木板不分离,假设速度相等后加速度相同,由整体法求解系统的共同加速度,再由隔离法用牛顿第二定律求滑块与木板间的摩擦力,如果该摩擦力不大于最大静摩擦力,
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