专题:动力学在解题中的应用(一)
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动力学和能量观点的综合应用目录题型一 多运动组合问题题型二 “传送带”模型综合问题类型1 水平传送带问题类型2 倾斜传送带题型三 “滑块-木板”模型综合问题多运动组合问题【解题指导】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,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,分析各种力在不同运动过程中的做功情况;(3)功能关系分析:运用动能定理、机械能守恒定律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,构建大致的运动情景;(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.1(2023·重庆沙坪坝·高三重庆八中阶段练习)如图甲所示,由弹丸发射器、固定在水平面上的37°斜面以及放置在水平地面上的光滑半圆形挡板墙(挡板墙上分布有多个力传感器)构成的游戏装置,半圆形挡板的半径0.2m,斜面高度h=0.6m,弹丸的质量为0.2kg。
游戏者调节发射器,弹丸到B点时速度沿斜面且大小为5m/s,接着他将半圆形挡板向左平移使C、D两端重合且DO与BC垂直。
挡板墙上各处的力传感器收集到的侧压力F与弹丸在墙上转过的圆心角θ之间的关系如图乙所示。
弹丸受到的摩擦力均视为滑动摩擦力,g取10m/s2。
下列说法正确的是()A.弹丸到C点的速度为7m/sB.弹丸与地面的动摩擦因数为0.6C.弹丸与地面的动摩擦因数为0.06D.弹丸与斜面的动摩擦因数为0.5【答案】B【详解】A.由图可知,在D点,挡板对弹丸的支持力为32.2N,由牛顿第二定律有32.2=m v2D R代入数据有v=32.2m/s由题知C、D两端重合,则C点的速度等于D点的速度,A错误;D.弹丸从B到C过程由动能定理得mgh-μ1mg cos37°×hsin37°=12mv2-12mv2代入数据有μ1=0.3D错误;BC.设弹丸与地面之间的动摩擦因数为μ2,设转过3rad后的速度为v,由动能定理得-μ2mg×3×R=12mv2-12mv2在转过3rad后挡板对弹丸的支持力为25N,由牛顿第二定律得25=m v2R联立解得μ1=0.6B正确、C错误。
专题·解决动力学问题的程序(一) ·教案一、教学目标1.物理知识方面的要求.(1)学习并逐步掌握解决动力学问题的程序性知识.(2)使学生认识选择研究对象的四个要点.2.培养能力方面的要求.(1)培养学生运用正确的解题思路分析解决动力学问题的能力.(2)使学生初步掌握选择研究对象的一些技巧.3.渗透物理学思想方法的教育,使学生掌握这种重视研究对象的选择以及建立相应的物理模型的解决物理问题的思考方法.二、重点、难点分析1.学生在高一高二时系统地学习了高中的物理知识,教师也可能介绍一些解题的方法,但是由于课时和学生了解知识的限制,一般不可能展开研究解决物理问题的程序性问题,教材这方面也比较薄弱.而在高三复习中要有效地提高学生的物理学科能力,在系统复习物理知识的基础上,对学生进行物理思想方法的教育,使他们真正掌握解决物理问题的程序性知识是提高学生物理学科能力的关键.本单元的重点就是利用动力学的解题程序的研究使学生体会物理学的思想方法,初步掌握解决一般力学问题的程序.第一课时的重点在于使学生充分认识确定研究对象的意义以及如何选择研究对象.2.确定研究对象的意义以及如何选择研究对象,平时学生在解题中不给予重视,其中的技巧也不是几句话能够教会给学生的,这是本课时的难点.要使学生充分认识其重要意义和掌握选择研究对象的技巧,只能通过选择恰当的例题,来突破这个难点.在解题的过程中让学生充分体会这种方法和步骤的作用,再由学生总结出来,通过一定的练习最后达到强化巩固的目的.整个教学过程还是遵循了由感性到理性、实践—认识—实践这样的认识过程.三、道具出示例题:投影仪、胶片.四、主要教学过程(一)引入新课我们已经系统地复习了动力学的主要概念和规律,但是在解决一些动力学问题时,同学们往往还感到困难,这是因为我们的解题程序还不完全正确.只有掌握了解决动力学问题的正确程序,才能使我们的解题能力得到提高.今天我们就来系统地学习解决动力学问题的程序性知识.(二)教学过程设计1.选择研究对象.(1)提出问题.解决任何物理问题,首先应该思考什么?在同学们讨论的基础上强调:我们要运用物理规律解决物理问题,首先要明确对哪个物体运用规律,在解题的过程中对其运用物理规律的物体就叫做研究对象.不仅动力学问题,解决所有物理问题的第一步都是首先选择研究对象.(2)选择研究对象的要点.选择研究对象是很有技巧的,同学们通过下面的一些例题来体会和总结.例1 在光滑的水平面上,叠放着五块质量相同的木块,用外力F作用在第一个木块上.问第四块木块受到第三块木块的推力多大?引导学生分析:因为对五个木块的整体来说,F是外力,可以求出整体的加速度.但是第三块对第四块的作用力是木块之间的内力,内力不改变物体的运动状态,以整体为研究对象无法求出内力.必须选择第四、五两块为研究对象,才能把物体之间的内力变为研究对象的外力,建立牛顿二定律方程.以整体为研究对象:F=5ma,a=F/5m.以4、5块为研究对象:f=2ma=2F/5.由以上解题过程引导学生小结:A.选择研究对象时要使已知和未知力都成为研究对象的外力.B.根据实际的需要在解题过程中研究对象可能有多次的转移和选择.例2 用一根细线竖直地系住一根长为L的均匀细木杆,置于水桶内水平面的上方,如图2.当水桶缓慢上提时,细木杆逐渐侵入水中,当细木杆侵入水中超过一定深度l时,细木杆开始出现倾斜现象.求l.已知细木杆的密度为ρ,水的密度为ρ。
压轴题03用动力学和能量观点解决多过程问题目录一,考向分析 (1)二.题型及要领归纳 (1)热点题型一传送带模型中的动力学和能量问题..............................................................................................1热点题型二用动力学和能量观点解决直线+圆周+平抛组合多过程问题.....................................................5热点题型三综合能量与动力学观点分析含有弹簧模型的多过程问题.......................................................10热点题型四综合能量与动力学观点分析板块模型. (13)三.压轴题速练..........................................................................................................................................................18一,考向分析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)。
二.题型及要领归纳热点题型一传送带模型中的动力学和能量问题1.解决传送带问题的关键点(1)摩擦力的方向及存在阶段的判断.(2)物体能否达到与传送带共速的判断.(3)弄清能量转化关系:传送带因传送物体多消耗的能量等于物体增加的机械能与产生的内能之和.2.应用动能定理时,摩擦力对物体做功W f =F f ·x (x 为对地位移);系统产生的热量等于摩擦力对系统做功,W f =F f ·s (s 为相对路程).【例1】(2023春·湖北荆州·统考期中)如图所示,荆州沙市飞机场有一倾斜放置的长度5m L =的传送带,与水平面的夹角37θ=︒,传送带一直保持匀速运动,速度2m/s v =。
物理题解题技巧运用动力学方程在物理学中,动力学方程是解决与运动相关的问题时必不可少的工具。
掌握运用动力学方程的解题技巧,可以帮助我们更好地理解物体的运动规律和相互作用关系。
本文将介绍一些常见的动力学方程解题技巧,并以实例进行阐述。
一、加速度的计算在解决动力学问题时,第一步是计算物体的加速度。
加速度可以通过速度的变化量和时间的变化量来计算。
根据动力学方程中的关系: $a = \frac{{v - u}}{{t}}$式中,a代表加速度,v代表末速度,u代表初速度,t代表时间。
通过运用以上公式,我们可以快速计算出物体的加速度。
例如,一个物体从静止开始以恒定的加速度运动,并在3秒后达到了30米/秒的速度。
现在我们来计算加速度。
已知:u = 0, v = 30m/s, t = 3s则根据上述公式,可以得出加速度的计算公式:$a = \frac{{30 - 0}}{{3}} = 10m/s^2$因此,这个物体的加速度是10m/s²。
二、速度的计算在获得加速度之后,我们可以使用动力学方程中另一个常见的关系来计算物体的速度。
$v = u + at$式中,v代表末速度,u代表初速度,a代表加速度,t代表时间。
例如,一个物体的初速度为5m/s,加速度为2m/s²,经过4秒后,我们需要计算末速度。
已知:u = 5m/s, a = 2m/s², t = 4s则根据上述公式,可以得出末速度的计算公式:$v = 5 + 2 \times 4 = 13m/s$因此,这个物体的末速度是13m/s。
三、位移的计算在解决动力学问题时,除了速度和加速度,位移也是一个重要的物理量。
位移可以通过速度和时间的乘积来计算。
$s = ut + \frac{1}{2}at^2$式中,s代表位移,u代表初速度,a代表加速度,t代表时间。
例如,一个物体以初速度10m/s,加速度4m/s²运动了5秒的时间,我们来计算位移。