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第5課時 (小專題)應用動力學觀點和能量觀點突破力學壓軸題,突破一 應用動力學和能量觀點分析直線、平拋和圓周運動 組合問題 這類模型一般不難，各階段的運動過程具有獨立性，只要對不同過程分別選用相應規(guī)律即可，兩個相鄰的過程連接點的速度是聯(lián)系兩過程的紐帶。很多情況下平拋運動末速度的方向是解決問題的重要突破口。,【典例1】 如圖1所示，將一質(zhì)量m＝0.1 kg的小球自水平平臺頂端O點水平拋出，小球恰好無碰撞地落到平臺右側(cè)一傾角為α＝53°的光滑斜面頂端A并沿斜面下滑，斜面底端B與光滑水平軌道平滑連接，小球以不變的速率過B點后進入BC部分，再進入豎直圓軌道內(nèi)側(cè)運動。已知斜面頂端與平臺的高度差h＝3.2 m，斜面高H＝15 m，豎直圓軌道半徑R＝5 m。取sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，g＝10 m/s2，求：,圖1 (1)小球水平拋出的初速度v0及斜面頂端與平臺邊緣的水平距離x； (2)小球從平臺頂端O點拋出至落到斜面底端B點所用的時間； (3)若豎直圓軌道光滑，小球運動到圓軌道最高點D時對軌道的壓力。,,【變式訓練】 1． 圖2所示，用內(nèi)壁光滑的薄壁細管彎成的“S”形軌道固定于豎直平面內(nèi)，其彎曲部分是由兩個半徑均為R＝0.2 m的半圓平滑對接而成(圓的半徑遠大于細管內(nèi)徑)。軌道底端A與水平地面相切，頂端與一個長為l＝0.9 m的水平軌道相切B點。一傾角為θ＝37°的傾斜軌道固定于右側(cè)地面上，其頂點D與水平軌道的高度差為h＝0.45 m，并與其它兩個軌道處于同一豎直平面內(nèi)。,一質(zhì)量為m＝0.1 kg的小物體(可視為質(zhì)點)在A點被彈射入“S”形軌道內(nèi)，沿軌道ABC運動，并恰好從D點無碰撞地落到傾斜軌道上。小物體與BC段間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5。(不計空氣阻力。g取10 m/s2。sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 圖2,(1)小物體從B點運動到D點所用的時間； (2)小物體運動到B點時對“S”形軌道的作用力大小和方向； (3)小物體在A點獲得的動能。,,突破二 應用動力學和能量觀點分析傳送帶、滑塊——滑板模型 1．方法技巧 若一個物體或多個物體參與了多個運動過程，有的過程只涉及運動和力的問題或只要求分析物體的動力學特點，則要用動力學方法求解；若某過程涉及做功和能量轉(zhuǎn)化問題，則要考慮應用動能定理、機械能守恒定律或功能關系求解。,2．解題模板,【典例2】 如圖3所示， x軸與水平傳送帶重合，坐標原點O在傳 送帶的左端，傳送帶長L＝8 m，勻速運 動的速度v0＝5 m/s。一質(zhì)量m＝1 kg的小 物塊，輕輕放在傳送帶上xP＝2 m的P點。 小物塊隨傳送帶運動到Q點后沖上光滑斜面且剛好到達N點(小物塊到達N點后被收集，不再滑下)。若小物塊經(jīng)過Q處無機械能損失，小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，重力加速度g＝10 m/s2。求：,圖3,(1)N點的縱坐標； (2)小物塊在傳送帶上運動產(chǎn)生的熱量； (3)若將小物塊輕輕放在傳送帶上的某些位置，最終均能沿光滑斜面越過縱坐標yM＝0.5 m的M點，求這些位置的橫坐標范圍。,第一步：抓住關鍵點——挖掘信息,,力學綜合題中多過程問題的分析思路 (1)對力學綜合題中的多過程問題，關鍵是抓住物理情境中出現(xiàn)的運動狀態(tài)與運動過程，將物理過程分解成幾個簡單的子過程。 (2)找出各階段是由什么物理量聯(lián)系起來的，然后對于每一個子過程分別進行受力分析、過程分析和能量分析，選擇合適的規(guī)律列出相應的方程求解。,【變式訓練】 2．如圖4為某生產(chǎn)流水線工作原理示意圖。足夠長的工作平臺上有一小孔A，一定長度的操作板(厚度可忽略不計)靜止于小孔的左側(cè)，某時刻開始，零件(可視為質(zhì)點)無初速度地放上操作板的中點，同時操作板在電動機帶動下向右做勻加速直線運動，直至運動到A孔的右側(cè)(忽略小孔對操作板運動的影響)，最終零件運動到A孔時速度恰好為零，并由A孔下落進入下一道工序。,已知零件與操作板間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.05，零件與工作臺間的動摩擦因數(shù)μ2＝0.025，不計操作板與工作臺間的摩擦。重力加速度g＝10 m/s2。求： 圖4,(1)操作板做勻加速直線運動的加速度大?。?(2)若操作板長L＝2 m，質(zhì)量M＝3 kg，零件的質(zhì)量m＝0.5 kg，則操作板從A孔左側(cè)完全運動到右側(cè)的過程中，電動機至少做多少功？,,