2020版高考物理复习第五章专题强化六综合应用力学两大观点解决三类问题讲义（含解析）

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1、专题强化六综合应用力学两大观点解决三类问题专题解读1.本专题是力学两大观点在多运动过程问题、传送带问题和滑块—木板问题三类问题中的综合应用，高考常以计算题压轴题的形式命题．2．学好本专题，可以极大地培养同学们的审题能力、推理能力和规范表达能力，针对性的专题强化，可以提升同学们解决压轴题的信心．3．用到的知识有：动力学方法观点(牛顿运动定律、运动学基本规律)，能量观点(动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律)．命题点一多运动过程问题1．分析思路(1)受力与运动分析：根据物体的运动过程分析物体的受力情况，

2、以及不同运动过程中力的变化情况；(2)做功分析：根据各种力做功的不同特点，分析各种力在不同的运动过程中的做功情况；(3)功能关系分析：运用动能定理、功能关系或能量守恒定律进行分析，选择合适的规律求解．2．方法技巧(1)“合”——整体上把握全过程，构建大致的运动图景；(2)“分”——将全过程进行分解，分析每个子过程对应的基本规律；(3)“合”——找出各子过程之间的联系，以衔接点为突破口，寻求解题最优方案．例1(2018·河南省驻马店市第二次质检)如图1所示，AB和CDO都是处于同一竖直平面内1的光滑圆弧

3、形轨道，OA处于水平位置．AB是半径为R＝1m的圆周轨道，CDO是半径为r＝0.5m4的半圆轨道，最高点O处固定一个竖直弹性挡板(可以把小球弹回不损失能量，图中没有画出)D为CDO轨道的中点．BC段是水平粗糙轨道，与圆弧形轨道平滑连接．已知BC段水平轨道长L＝2m，与小球之间的动摩擦因数μ＝0.2.现让一个质量为m＝1kg的小球P从A点的正2上方距水平线OA高H处自由落下：(取g＝10m/s，不计空气阻力)图1(1)当H＝2m时，问此时小球第一次到达D点对轨道的压力大小；(2)为使小球仅与弹性挡板碰撞

4、一次，且小球不会脱离CDO轨道，问H的取值范围．答案(1)84N(2)0.65m≤H≤0.7m解析(1)设小球第一次到达D点的速度为vD，对小球从静止到D点的过程，根据动能定理有：12mg(H＋r)－μmgL＝mvD22vD在D点轨道对小球的支持力N提供向心力，则有N＝mr联立解得：N＝84N，由牛顿第三定律得，小球对轨道的压力大小为：N′＝N＝84N；(2)为使小球仅与挡板碰撞一次，且小球不会脱离CDO轨道，H最小时必须满足能上升到O点，12则有：mgHmin－μmgL＝mv022v0在O点由牛顿第

5、二定律有：mg＝mr代入数据解得：Hmin＝0.65m仅与弹性挡板碰撞一次，且小球不会脱离CDO轨道，H最大时，与挡板碰后再返回最高能上升到D点，则mg(Hmax＋r)－3μmgL＝0代入数据解得：Hmax＝0.7m故有：0.65m≤H≤0.7m.变式1(2018·河南省周口市期末)如图2所示，半径R＝0.3m的竖直圆槽型光滑轨道与水平轨道AC相切于B点，水平轨道的C点固定有竖直挡板，轨道上的A点静置有一质量m＝1kg的小物块(可视为质点)．现给小物块施加一大小为F＝6.0N、方向水平向右的恒定拉力，

6、使小物块沿水平轨道AC向右运动，当运动到AB之间的D点(图中未画出)时撤去拉力，小物块继续滑行到B点后进人竖直圆槽轨道做圆周运动，当物块运动到最高点时，由压力传感器测10出小物块对轨道最高点的压力为N．已知水平轨道AC长为2m，B为AC的中点，小物块与32AB段间的动摩擦因数μ1＝0.45，重力加速度g＝10m/s.求：图2(1)小物块运动到B点时的速度大小；(2)拉力F作用在小物块上的时间t；(3)若小物块从竖直圆轨道滑出后，经水平轨道BC到达C点，与竖直挡板相碰时无机械能损失，为使小物块从C点返回

7、后能再次冲上圆形轨道且不脱离，试求小物块与水平轨道BC段间的动摩擦因数的取值范围．5答案(1)4m/s(2)s3(3)0.4>μ2≥0.25或0≤μ2≤0.0252v解析(1)小物块运动到轨道最高点时，由牛顿第二定律得N＋mg＝m，由牛顿第三定律得NR10＝N′＝N，3则v＝2m/s1212物块从B运动到轨道最高点的过程，由机械能守恒定律得2mgR＋mv＝mvB22可得vB＝4m/s；(2)小物块从A点运动到B点的过程，由动能定理有12Fs－μ1mgxAB＝mvB－02由牛顿第二定律有F－μ1mg＝m

8、a12由位移公式有s＝at25联立解得t＝s.3(3)设小物块与BC段间的动摩擦因数为μ2.①物块在圆轨道最高点的最小速度为v1，2v1由牛顿第二定律有mg＝mR1212由动能定理有－2μ2mgxBC－2mgR＝mv1－mvB22解得μ2＝0.025故物块能从C点返回通过轨道的最高点而不会脱离轨道时应满足0≤μ2≤0.025②物块从C点返回在圆轨道上升高度R时速度为零，12由动能定理有－2μ2mgxBC－mgR＝0－mvB2解得μ2＝0.25物块从C点返