还剩44页未读，
继续阅读
2023高考物理二轮总复习 专题微课2-3 力学中的三类典型模型 课件PPT
展开
这是一份2023高考物理二轮总复习 专题微课2-3 力学中的三类典型模型 课件PPT，共52页。PPT课件主要包含了答案BC，答案D，答案AD，答案ABC，关键点拨等内容，欢迎下载使用。
防误点：细线烧断后，在弹簧第一次恢复原长之前，A的加速度、速度均大于B的加速度、速度，故A的动量、下落位移均比B的大，不能分析上述物理过程，则无法对选项C、D作出判断。
根据冲量定义式I＝Ft可知弹簧对A、B球的冲量大小相等，方向相反，选项B错误。弹簧第一次恢复原长之前，A球加速度一直大于B球加速度，则弹簧第一次恢复原长时，A球速度大于B球速度，根据动量定义式p＝mv，可知A球动量大于B球动量，选项C正确。整个过程中，由于A球加速度一直大于B球加速度，运动时间相等，初速度均为0，则A球位移大于B球位移，根据WG＝mgh可知A球的重力做的功大于B球的重力做的功，选项D错误。答案：AC
因“不能正确分析板块模型的临界条件”导致解题受阻2．(多选)如图甲所示，足够长的木板B静置于光滑水平面上，其上放置小滑块A。木板B受到随时间t变化的水平拉力F作用时，用传感器测出木板B的加速度a，得到如图乙所示的a-F图像。已知重力加速度g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则 ( )A．滑块A的质量为4 kgB．木板B的质量为1 kgC．当F＝10 N时木板B的加速度为4 m/s2D．滑块A与木板B之间的动摩擦因数为0.1
防误点：拉力较小时，A和B一起向右加速，当拉力F增大到一定程度，A相对于B滑动，加速度为临界状态的加速度，不再增大，而木板的加速度仍随F的增大而增大，对应aF图像，结合牛顿第二定律即可列式得出结论，不能进行正确分析则无法得出正确答案。
故木板B的质量为M＝1 kg，滑块A的质量m＝3 kg，选项A错误，B正确；当F＝8 N时，A相对B静止，加速度aA＝2 m/s2，则有maA＝μmg，代入数据求解可得μ＝0.2，选项D错误；当F＝10 N时，由F－μmg＝Ma可解得a＝4 m/s2，选项C正确。
因“不能准确计算相对滑动位移”导致解题失误3．(多选)如图甲所示，水平传送带逆时针匀速转动，一质量为m＝2 kg的小物块(可视为质点)以某一速度从传送带的最左端滑上传送带。取向右为正方向，以地面为参考系，从小物块滑上传送带开始计时，其运动的v-t图像如图乙所示，g取10 m/s2。则 ( )A．小物块与传送带间的动摩擦因数为0.2B．3 s内小物块受到的冲量为－6 N·sC．物块与皮带间由于摩擦产生的热量Q＝9 JD．若滑块在传送带上能留下划痕，长度为5.5 m
防误点：物块与传送带间的相对滑动位移由两部分构成，一部分是小物块向右匀减速至速度为零的阶段，另一部分是小物块向左匀加速至与传送带同速的阶段，而不是上述过程中小物块位移大小之和。
防误点：“足够长的小平板车”表明A、B最终同速，且A没有滑离平板车；“在足够长的时间内”说明最终状态已稳定；因没有说明M、m的大小关系，故有最终向左或向右匀速运动两种可能性；不能正确分析上述极值条件将无法对选项A、B作出判断。
加强点(一) 练透四类“轻弹簧模型”类型1 平衡模型 轻弹簧的平衡模型是指与弹簧相连接的物体，在弹簧弹力和其他力的共同作用下处于平衡状态的问题，涉及的知识主要有胡克定律、物体的平衡条件等，常用的方法有假设法、相似三角形法等。
[例1] (多选)如图所示，半径为R的光滑圆环竖直固定，轻弹簧一端固定在圆环的最高点A，另一端与套在圆环上的小球相连。小球的质量为m，静止在B点时弹簧与竖直方向的夹角θ＝30°，重力加速度为g。若换用原长相同，劲度系数更大的某轻质弹簧，小球能静止于圆环上的C点(图中未画出)。下列说法正确的是 ( )A．小球静止在B点时，圆环对小球的作用力背离圆环的圆心B．小球静止在B点时，弹簧的弹力大小为2mgC．换用弹簧后，弹簧的弹力将变大D．换用弹簧后，圆环对小球的作用力大小不变
类型2 动力学模型轻弹簧的动力学模型主要涉及关联物体在弹簧作用下的运动，该运动中弹簧的弹力往往是变力，物体的加速度、速度等物理量均随弹簧形变量的变化而变化，此时应注意以下两种基本情形：(1)轻杆、轻绳和细线是不发生明显形变也能产生弹力的物体，其弹力可发生突变，不需要恢复时间。(2)弹簧或橡皮绳的形变恢复需要较长时间，可认为在很短的时间内其弹力不变。
[例2] 如图甲所示，一根质量可以忽略不计的轻弹簧，劲度系数为k，下面悬挂一个质量为m的砝码A。手拿一块质量为M的木板B，用木板B托住A向上压缩弹簧到一定程度，如图乙所示。此时如果突然撤去木板B，则A向下运动的加速度为a(a>g)。现用手控制使B以加速度向下做匀加速直线运动。(1)求砝码A做匀加速直线运动的时间；(2)求出砝码A做匀加速直线运动过程的起始和终止时刻手对木板B的作用力大小的表达式。
类型3 能量模型 轻弹簧的能量模型常涉及弹力做功和弹性势能的计算问题，常见的处理方法如下：
[解析] 对于物块与轻弹簧组成的系统，由于摩擦力对物块做功，所以系统的机械能不守恒，故选项A正确。根据功能关系，可知在物块下滑过程，有mg(2L＋xm)·sin 37°＝Ep＋μmgcs 37°(2L＋xm)；上滑过程，有Ep＝mg(L＋xm)sin 37°＋μmgcs 37°(L＋xm)，联立解得xm＝1.5L，Ep＝1.75mgL，故选项C正确，D错误。由于μmgcs 37°＜mgsin 37°，则下滑过程中加速度为零时速度最大，分析可知，速度最大的位置在B点的下方，物块运动到B点的速度不是最大，故选项B错误。[答案] AC
类型4 动量模型 轻弹簧的动量模型是指物体与弹簧相互作用的系统碰撞和系统动量守恒问题，弹簧弹力是变力，物体相互作用过程中，因弹簧弹力做功，弹性势能是随时变化的，但对系统而言，弹簧弹力属于内力，系统动量仍然守恒。处理此类问题应注意以下三点：(1)与弹簧两端相连的两个物体速度相等时，弹簧的长度最长或最短，此时弹簧中储存的弹性势能最大；(2)对于碰撞问题，由于碰撞时间极短，碰撞过程中物体的位移忽略不计，弹簧的长度来不及变化，弹性势能不变；(3)由于弹簧一般会发生弹性形变，涉及弹性势能的变化问题时，还要运用能量守恒定律解题。
[例4] (多选)如图所示，A、B、C三个半径相同的刚性小球穿在两根平行且光滑的足够长的杆上，三个球的质量分别为mA＝2 kg、mB＝3 kg、mC＝2 kg。初状态三个小球均静止，B、C两球之间连着一根轻质弹簧，弹簧处于原长状态。现给A球一个向左的初速度v0＝10 m/s，A、B两球碰后A球的速度方向变为向右，大小为2 m/s。下列说法正确的是 ( )A．A球和B球间的碰撞是弹性碰撞B．A球和B球碰后，弹簧恢复到原长时C球的速度大小为9.6 m/sC．A球和B球碰后，B球的最小速度为1.6 m/sD．A球和B球碰后，弹簧的最大弹性势能可以达到96 J
加强点(二) 巧解两种“传送带模型”类型1 动力学模型传送带模型中的动力学模型是力学中的基本模型，主要考查对牛顿第二定律、匀变速直线运动规律的理解，涉及摩擦力、相对运动等的分析，知识综合性较强。该类问题的思维流程如下：
[例1] 如图所示，传送带长6 m，与水平方向的夹角为37°，以5 m/s的恒定速度向上运动。一个质量为2 kg 的物块(可视为质点)，沿平行于传送带方向以10 m/s的速度滑上传送带，已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，g取 10 m/s2。求：(1)物块刚滑上传送带时的加速度大小；(2)物块到达传送带顶端时的速度大小。[解题指导] 解答本题应把握以下关键点：(1)物块的初速度大于传送带的速度，物块所受滑动摩擦力沿传送带向下。(2)要注意mgsin 37°>μmgcs 37°，当物块与传送带同速后，物块将向上做匀减速直线运动，而不是简单的匀速直线运动。
代入数据解得：a2＝2 m/s2设物块到达最高点的速度为v1，则：v2－v12＝2a2x2x2＝l－x1＝2.25 m，解得：v1＝4 m/s。[答案] (1)10 m/s2 (2)4 m/s
类型2 与能量、动量相关的传送带模型滑上传送带的物体获取初速度的过程常涉及动量定理和动量守恒定律。滑上传送带的物体在滑动过程中因滑动摩擦力做功，常涉及能量的转移或转化问题。所以与动量、能量有关的传送带模型往往是综合性较高的试题，难度一般在中等偏上。
[例2] (2022·浙江6月选考)如图所示，在竖直面内，一质量m的物块a静置于悬点O正下方的A点，以速度v逆时针转动的传送带MN与直轨道AB、CD、FG处于同一水平面上，AB、MN、CD的长度均为l。圆弧形细管道DE半径为R，EF在竖直直径上，E点高度为H。开始时，与物块a相同的物块b悬挂于O点，并向左拉开一定的高度h由静止下摆，细线始终张紧，摆到最低点时恰好与a发生弹性正碰。已知m＝2 g，l＝1 m，R＝0.4 m，H＝0.2 m，v＝2 m/s，物块与MN、CD之间的动摩擦因数μ＝0.5，轨道AB和管道DE均光滑，物块a落到FG时不反弹且静止。忽略M、B和N、C之间的空隙，CD与DE平滑连接，物块可视为质点，取g＝10 m/s2。
(1)若h＝1.25 m，求a、b碰撞后瞬时物块a的速度v0的大小；(2)物块a在DE最高点时，求管道对物块的作用力FN与h间满足的关系； (3)若物块b释放高度0.9 m
类型2 光滑水平面上的板块模型 滑板在光滑水平面上运动，系统无水平外力作用，满足动量守恒的条件，但因板块间的滑动摩擦力做功，产生摩擦热，所以常涉及能量问题。
[答案] (1)5 m/s (2)0.5 m
类型3 斜面上的板块模型斜面上的板块模型和水平面上的板块模型分析方法如出一辙，通常以联系力学和运动学的关键量——加速度为突破口，由于板块系统在斜面上运动，因此在对木板和物块进行受力分析时，注意木板和物块重力沿斜面方向分力的存在。
[答案] (1)20 N＜F≤30 N (2)能 1.2 s 0.9 m
“微课精练”见“微课精练（九）” (单击进入电子文档)
防误点：细线烧断后，在弹簧第一次恢复原长之前，A的加速度、速度均大于B的加速度、速度，故A的动量、下落位移均比B的大，不能分析上述物理过程，则无法对选项C、D作出判断。
根据冲量定义式I＝Ft可知弹簧对A、B球的冲量大小相等，方向相反，选项B错误。弹簧第一次恢复原长之前，A球加速度一直大于B球加速度，则弹簧第一次恢复原长时，A球速度大于B球速度，根据动量定义式p＝mv，可知A球动量大于B球动量，选项C正确。整个过程中，由于A球加速度一直大于B球加速度，运动时间相等，初速度均为0，则A球位移大于B球位移，根据WG＝mgh可知A球的重力做的功大于B球的重力做的功，选项D错误。答案：AC
因“不能正确分析板块模型的临界条件”导致解题受阻2．(多选)如图甲所示，足够长的木板B静置于光滑水平面上，其上放置小滑块A。木板B受到随时间t变化的水平拉力F作用时，用传感器测出木板B的加速度a，得到如图乙所示的a-F图像。已知重力加速度g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则 ( )A．滑块A的质量为4 kgB．木板B的质量为1 kgC．当F＝10 N时木板B的加速度为4 m/s2D．滑块A与木板B之间的动摩擦因数为0.1
防误点：拉力较小时，A和B一起向右加速，当拉力F增大到一定程度，A相对于B滑动，加速度为临界状态的加速度，不再增大，而木板的加速度仍随F的增大而增大，对应aF图像，结合牛顿第二定律即可列式得出结论，不能进行正确分析则无法得出正确答案。
故木板B的质量为M＝1 kg，滑块A的质量m＝3 kg，选项A错误，B正确；当F＝8 N时，A相对B静止，加速度aA＝2 m/s2，则有maA＝μmg，代入数据求解可得μ＝0.2，选项D错误；当F＝10 N时，由F－μmg＝Ma可解得a＝4 m/s2，选项C正确。
因“不能准确计算相对滑动位移”导致解题失误3．(多选)如图甲所示，水平传送带逆时针匀速转动，一质量为m＝2 kg的小物块(可视为质点)以某一速度从传送带的最左端滑上传送带。取向右为正方向，以地面为参考系，从小物块滑上传送带开始计时，其运动的v-t图像如图乙所示，g取10 m/s2。则 ( )A．小物块与传送带间的动摩擦因数为0.2B．3 s内小物块受到的冲量为－6 N·sC．物块与皮带间由于摩擦产生的热量Q＝9 JD．若滑块在传送带上能留下划痕，长度为5.5 m
防误点：物块与传送带间的相对滑动位移由两部分构成，一部分是小物块向右匀减速至速度为零的阶段，另一部分是小物块向左匀加速至与传送带同速的阶段，而不是上述过程中小物块位移大小之和。
防误点：“足够长的小平板车”表明A、B最终同速，且A没有滑离平板车；“在足够长的时间内”说明最终状态已稳定；因没有说明M、m的大小关系，故有最终向左或向右匀速运动两种可能性；不能正确分析上述极值条件将无法对选项A、B作出判断。
加强点(一) 练透四类“轻弹簧模型”类型1 平衡模型 轻弹簧的平衡模型是指与弹簧相连接的物体，在弹簧弹力和其他力的共同作用下处于平衡状态的问题，涉及的知识主要有胡克定律、物体的平衡条件等，常用的方法有假设法、相似三角形法等。
[例1] (多选)如图所示，半径为R的光滑圆环竖直固定，轻弹簧一端固定在圆环的最高点A，另一端与套在圆环上的小球相连。小球的质量为m，静止在B点时弹簧与竖直方向的夹角θ＝30°，重力加速度为g。若换用原长相同，劲度系数更大的某轻质弹簧，小球能静止于圆环上的C点(图中未画出)。下列说法正确的是 ( )A．小球静止在B点时，圆环对小球的作用力背离圆环的圆心B．小球静止在B点时，弹簧的弹力大小为2mgC．换用弹簧后，弹簧的弹力将变大D．换用弹簧后，圆环对小球的作用力大小不变
类型2 动力学模型轻弹簧的动力学模型主要涉及关联物体在弹簧作用下的运动，该运动中弹簧的弹力往往是变力，物体的加速度、速度等物理量均随弹簧形变量的变化而变化，此时应注意以下两种基本情形：(1)轻杆、轻绳和细线是不发生明显形变也能产生弹力的物体，其弹力可发生突变，不需要恢复时间。(2)弹簧或橡皮绳的形变恢复需要较长时间，可认为在很短的时间内其弹力不变。
[例2] 如图甲所示，一根质量可以忽略不计的轻弹簧，劲度系数为k，下面悬挂一个质量为m的砝码A。手拿一块质量为M的木板B，用木板B托住A向上压缩弹簧到一定程度，如图乙所示。此时如果突然撤去木板B，则A向下运动的加速度为a(a>g)。现用手控制使B以加速度向下做匀加速直线运动。(1)求砝码A做匀加速直线运动的时间；(2)求出砝码A做匀加速直线运动过程的起始和终止时刻手对木板B的作用力大小的表达式。
类型3 能量模型 轻弹簧的能量模型常涉及弹力做功和弹性势能的计算问题，常见的处理方法如下：
[解析] 对于物块与轻弹簧组成的系统，由于摩擦力对物块做功，所以系统的机械能不守恒，故选项A正确。根据功能关系，可知在物块下滑过程，有mg(2L＋xm)·sin 37°＝Ep＋μmgcs 37°(2L＋xm)；上滑过程，有Ep＝mg(L＋xm)sin 37°＋μmgcs 37°(L＋xm)，联立解得xm＝1.5L，Ep＝1.75mgL，故选项C正确，D错误。由于μmgcs 37°＜mgsin 37°，则下滑过程中加速度为零时速度最大，分析可知，速度最大的位置在B点的下方，物块运动到B点的速度不是最大，故选项B错误。[答案] AC
类型4 动量模型 轻弹簧的动量模型是指物体与弹簧相互作用的系统碰撞和系统动量守恒问题，弹簧弹力是变力，物体相互作用过程中，因弹簧弹力做功，弹性势能是随时变化的，但对系统而言，弹簧弹力属于内力，系统动量仍然守恒。处理此类问题应注意以下三点：(1)与弹簧两端相连的两个物体速度相等时，弹簧的长度最长或最短，此时弹簧中储存的弹性势能最大；(2)对于碰撞问题，由于碰撞时间极短，碰撞过程中物体的位移忽略不计，弹簧的长度来不及变化，弹性势能不变；(3)由于弹簧一般会发生弹性形变，涉及弹性势能的变化问题时，还要运用能量守恒定律解题。
[例4] (多选)如图所示，A、B、C三个半径相同的刚性小球穿在两根平行且光滑的足够长的杆上，三个球的质量分别为mA＝2 kg、mB＝3 kg、mC＝2 kg。初状态三个小球均静止，B、C两球之间连着一根轻质弹簧，弹簧处于原长状态。现给A球一个向左的初速度v0＝10 m/s，A、B两球碰后A球的速度方向变为向右，大小为2 m/s。下列说法正确的是 ( )A．A球和B球间的碰撞是弹性碰撞B．A球和B球碰后，弹簧恢复到原长时C球的速度大小为9.6 m/sC．A球和B球碰后，B球的最小速度为1.6 m/sD．A球和B球碰后，弹簧的最大弹性势能可以达到96 J
加强点(二) 巧解两种“传送带模型”类型1 动力学模型传送带模型中的动力学模型是力学中的基本模型，主要考查对牛顿第二定律、匀变速直线运动规律的理解，涉及摩擦力、相对运动等的分析，知识综合性较强。该类问题的思维流程如下：
[例1] 如图所示，传送带长6 m，与水平方向的夹角为37°，以5 m/s的恒定速度向上运动。一个质量为2 kg 的物块(可视为质点)，沿平行于传送带方向以10 m/s的速度滑上传送带，已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，g取 10 m/s2。求：(1)物块刚滑上传送带时的加速度大小；(2)物块到达传送带顶端时的速度大小。[解题指导] 解答本题应把握以下关键点：(1)物块的初速度大于传送带的速度，物块所受滑动摩擦力沿传送带向下。(2)要注意mgsin 37°>μmgcs 37°，当物块与传送带同速后，物块将向上做匀减速直线运动，而不是简单的匀速直线运动。
代入数据解得：a2＝2 m/s2设物块到达最高点的速度为v1，则：v2－v12＝2a2x2x2＝l－x1＝2.25 m，解得：v1＝4 m/s。[答案] (1)10 m/s2 (2)4 m/s
类型2 与能量、动量相关的传送带模型滑上传送带的物体获取初速度的过程常涉及动量定理和动量守恒定律。滑上传送带的物体在滑动过程中因滑动摩擦力做功，常涉及能量的转移或转化问题。所以与动量、能量有关的传送带模型往往是综合性较高的试题，难度一般在中等偏上。
[例2] (2022·浙江6月选考)如图所示，在竖直面内，一质量m的物块a静置于悬点O正下方的A点，以速度v逆时针转动的传送带MN与直轨道AB、CD、FG处于同一水平面上，AB、MN、CD的长度均为l。圆弧形细管道DE半径为R，EF在竖直直径上，E点高度为H。开始时，与物块a相同的物块b悬挂于O点，并向左拉开一定的高度h由静止下摆，细线始终张紧，摆到最低点时恰好与a发生弹性正碰。已知m＝2 g，l＝1 m，R＝0.4 m，H＝0.2 m，v＝2 m/s，物块与MN、CD之间的动摩擦因数μ＝0.5，轨道AB和管道DE均光滑，物块a落到FG时不反弹且静止。忽略M、B和N、C之间的空隙，CD与DE平滑连接，物块可视为质点，取g＝10 m/s2。
(1)若h＝1.25 m，求a、b碰撞后瞬时物块a的速度v0的大小；(2)物块a在DE最高点时，求管道对物块的作用力FN与h间满足的关系； (3)若物块b释放高度0.9 m
类型2 光滑水平面上的板块模型 滑板在光滑水平面上运动，系统无水平外力作用，满足动量守恒的条件，但因板块间的滑动摩擦力做功，产生摩擦热，所以常涉及能量问题。
[答案] (1)5 m/s (2)0.5 m
类型3 斜面上的板块模型斜面上的板块模型和水平面上的板块模型分析方法如出一辙，通常以联系力学和运动学的关键量——加速度为突破口，由于板块系统在斜面上运动，因此在对木板和物块进行受力分析时，注意木板和物块重力沿斜面方向分力的存在。
[答案] (1)20 N＜F≤30 N (2)能 1.2 s 0.9 m
“微课精练”见“微课精练（九）” (单击进入电子文档)
相关课件
2024年高考物理第一轮复习课件：第三章 专题突破4 动力学中的三类典型物理模型： 这是一份2024年高考物理第一轮复习课件：第三章 专题突破4 动力学中的三类典型物理模型，共42页。PPT课件主要包含了“等时圆”模型，答案C，“滑块木板”模型，解题思路等内容，欢迎下载使用。
2023高考物理二轮总复习 专题微课4-3 电磁感应中的导体棒运动模型 课件PPT： 这是一份2023高考物理二轮总复习 专题微课4-3 电磁感应中的导体棒运动模型 课件PPT，共36页。PPT课件主要包含了答案AD，答案ABD，答案BD，答案AB，答案D，答案BC等内容，欢迎下载使用。
2023高考物理二轮总复习 专题微课3-2 磁场中的三类动态圆模型 课件PPT： 这是一份2023高考物理二轮总复习 专题微课3-2 磁场中的三类动态圆模型 课件PPT，共30页。PPT课件主要包含了答案AC，答案ABC，答案BC，答案AD，答案B等内容，欢迎下载使用。
