专题2-动力学中的典型“模型”课件.ppt

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1、1创新设计创新设计专题专题2动动力学中的典型力学中的典型“模型模型”2创新设计创新设计模型一等时圆模型模型一等时圆模型3创新设计创新设计1.模型特征模型特征(1)质质点点从从竖竖直直圆圆环环上上沿沿不不同同的的光光滑滑弦弦上上端端由由静静止止开开始始滑滑到到环环的的最最低低点点所所用用时时间间相等，如相等，如图图1甲所示。甲所示。(2)质质点点从从竖竖直直圆圆环环上上最最高高点点沿沿不不同同的的光光滑滑弦弦由由静静止止开开始始滑滑到到下下端端所所用用时时间间相相等等，如如图图乙所示。乙所示。4创新设计创新设计(3)两两个个竖竖直直圆圆环环相相切切且且两两环环的的竖竖直直直直径径均均过过切切点点

2、，质质点点沿沿不不同同的的光光滑滑弦弦上上端端由由静止开始滑到下端所用静止开始滑到下端所用时间时间相等，如相等，如图图丙所示。丙所示。图图15创新设计创新设计2.思维模板思维模板6创新设计创新设计【例例1】如如图图2所所示示，ab、cd是是竖竖直直平平面面内内两两根根固固定定的的光光滑滑细细杆杆，a、b、c、d位位于于同同一一圆圆周周上上，b点点为为圆圆周周的的最最低低点点，c点点为为圆圆周周的的最最高高点点，若若每每根根杆杆上上都都套套着着一一个个小小滑滑环环(图图中中未未画画出出)，将将两两滑滑环环同同时时从从a、c处处由由静静止止释释放放，用用t1、t2分分别别表表示示滑滑环环从从a到到

3、b、从、从c到到d所用的所用的时间时间，则则()图图2A.t1t2 B.t1t2C.t1t2 D.无法确定无法确定7创新设计创新设计答案答案A8创新设计创新设计1.如如图图3所所示示，位位于于竖竖直直平平面面内内的的圆圆周周与与水水平平面面相相切切于于M点点，与与竖竖直直墙墙相相切切于于A点点，竖竖直直墙墙上上另另一一点点B与与M的的连连线线和和水水平平面面的的夹夹角角为为60，C是是圆圆环环轨轨道道的的圆圆心心。已已知知在在同同一一时时刻刻，甲甲、乙乙两两球球分分别别从从A、B两两点点由由静静止止开开始始沿沿光光滑滑倾倾斜斜直直轨轨道道运运动动到到M点。丙球由点。丙球由C点自由下落到点自由下

4、落到M点。点。则则()图图39创新设计创新设计答案答案CA.甲球最先到达甲球最先到达M点点 B.乙球最先到达乙球最先到达M点点C.丙球最先到达丙球最先到达M点点 D.三个球同三个球同时时到达到达M点点10创新设计创新设计2.(2020合合肥肥质质检检)如如图图4所所示示，有有一一半半圆圆，其其直直径径水水平平且且与与另另一一圆圆的的底底部部相相切切于于O点点，O点点恰恰好好是是下下半半圆圆的的圆圆心心，它它们们处处在在同同一一竖竖直直平平面面内内。现现有有三三条条光光滑滑轨轨道道AOB、COD、EOF，它它们们的的两两端端分分别别位位于于上上下下两两圆圆的的圆圆周周上上，轨轨道道与与竖竖直直直

5、直径径的的夹夹角角关关系系为为，现现让让一一小小物物块块先先后后从从三三条条轨轨道道顶顶端端由由静静止止下下滑滑至至底底端端，则则小小物物块块在在每每一一条条倾倾斜斜轨轨道道上上滑滑动动时时所所经经历历的的时时间间关系关系为为()A.tABtCDtEF B.tABtCDtEFC.tABtCDtEF D.tABtCDtCDtEF，选选项项B正确。正确。12创新设计创新设计模型二模型二“传送带传送带”模型模型13创新设计创新设计1.水平传送带模型水平传送带模型14创新设计创新设计2.倾斜传送带模型倾斜传送带模型15创新设计创新设计考向考向水平传送带水平传送带(1)解解题题关关键键1：对对物体所受的

6、摩擦力物体所受的摩擦力进进行正确的分析判断。行正确的分析判断。(2)解解题题关关键键2：物物体体的的速速度度与与传传送送带带速速度度相相等等的的时时刻刻就就是是物物体体所所受受摩摩擦擦力力发发生生突突变变的的时时刻。刻。16创新设计创新设计【例例2】(多多选选)(2019陕陕西西榆榆林林三三模模)如如图图5所所示示，绷绷紧紧的的水水平平传传送送带带足足够够长长，且且以以v12 m/s的的恒恒定定速速率率运运行行。初初速速度度大大小小v23 m/s的的小小墨墨块块从从与与传传送送带带等等高高的的光光滑滑水水平平地地面面(图图中中未未画画出出)上上的的A处处滑滑上上传传送送带带，墨墨块块可可视视为

7、为质质点点。若若从从墨墨块块滑滑上上传传送送带带开始开始计时计时，墨，墨块块在在传传送送带带上运上运动动5 s后与后与传传送送带带的速度相同，的速度相同，则则()图图5A.墨墨块块与与传传送送带带速度相同之前，受到速度相同之前，受到传传送送带带的摩擦力方向水平向右的摩擦力方向水平向右B.墨墨块块在在传传送送带带上滑行的加速度大小上滑行的加速度大小a0.2 m/s2C.墨墨块块在在传传送送带带上留下的痕迹上留下的痕迹长长度度为为4.5 mD.墨墨块块在在传传送送带带上留下的痕迹上留下的痕迹长长度度为为12.5 m17创新设计创新设计解析法一运动学方法解析法一运动学方法18创新设计创新设计答案答案

8、AD19创新设计创新设计【拓拓展展提提升升1】若若将将【例例2】中中的的v1、v2的的值值改改为为v13 m/s，v22 m/s，求求墨墨块块在在传传送送带带上留下的痕迹上留下的痕迹长长度。度。答案答案12 m20创新设计创新设计考向考向倾斜传送带倾斜传送带解解决决倾倾斜斜传传送送带带问问题题时时要要特特别别注注意意mgsin 与与mgcos 的的大大小小和和方方向向的的关关系系，进进一步判断物体所受合力与速度方向的关系，确定物体运一步判断物体所受合力与速度方向的关系，确定物体运动动的情况。的情况。21创新设计创新设计【例例3】(多多选选)(2020福福建建泉泉州州二二模模)如如图图6所所示示

9、，一一足足够够长长的的倾倾斜斜传传送送带带顺顺时时针针匀匀速速转转动动。一一小小滑滑块块以以某某初初速速度度沿沿传传送送带带向向下下运运动动，滑滑块块与与传传送送带带间间的的动动摩摩擦擦因因数数恒恒定定，滑滑块块可可视视为为质质点点，最最大大静静摩摩擦擦力力等等于滑于滑动动摩擦力，摩擦力，则则滑滑块块速度速度v随随时间时间t变变化的化的图图象可能是象可能是()图图622创新设计创新设计解解析析设设传传送送带带倾倾角角为为，滑滑块块与与传传送送带带间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为，滑滑块块的的质质量量为为m，若若mgcos mgsin，即即tan，则则滑滑块块所所受受的的合合力力沿沿传传送送带带

10、向向下下，滑滑块块匀匀加加速速下下滑滑，选选项项C正正确确；若若mgcos mgsin，即即tan，则则滑滑块块所所受受的的合合力力为为零零，滑滑块块匀匀速速下下滑滑；若若mgcos mgsin，即即tan，则则滑滑块块先先匀匀减减速速下下滑滑，当当速速度度减减为为零零时时，开开始始反反向向匀匀加加速速上上滑滑，且且加加速速上上滑滑的的加加速速度度与与减减速速下下滑滑的的加加速速度度大大小小相相等等，当当加加速速到到与与传传送送带带速速度度相相同同后后，因因为为mgcos mgsin，所所以以滑滑块块随随传传送带一起匀速运动，选项送带一起匀速运动，选项B正确，正确，A、D错误。错误。答案答案B

11、C23创新设计创新设计【拓拓展展提提升升2】(多多选选)在在【例例3】中中，若若滑滑块块以以某某一一初初速速度度从从传传送送带带下下端端沿沿传传送送带带向向上上运运动动，如如图图7所所示示，传传送送带带运运动动的的速速度度v1小小于于滑滑块块的的初初速速度度v0，其其他他条条件件不不变变，则则滑滑块块的速度的速度v随随时间时间t变变化的化的图图象可能是象可能是()图图724创新设计创新设计答案答案CD25创新设计创新设计1.如如图图8所所示示，绷绷紧紧的的水水平平传传送送带带始始终终以以恒恒定定速速率率v1运运行行。初初速速度度大大小小为为v2的的小小物物块块从从与与传传送送带带等等高高的的光

12、光滑滑水水平平地地面面上上的的A处处滑滑上上传传送送带带。若若从从小小物物块块滑滑上上传传送送带带开开始始计计时时，小小物物块块在在传传送送带带上上运运动动的的vt图图象象(以以地地面面为为参参考考系系)如如图图乙乙所所示示。已已知知v2v1，则则 ()图图826创新设计创新设计A.t2时时刻，小物刻，小物块块离离A处处的距离达到最大的距离达到最大B.t2时时刻，小物刻，小物块块相相对传对传送送带带滑滑动动的距离达到最大的距离达到最大C.0t2时间时间内，小物内，小物块块受到的摩擦力方向先向右后向左受到的摩擦力方向先向右后向左D.0t3时间时间内，小物内，小物块块始始终终受到大小不受到大小不变

13、变的摩擦力作用的摩擦力作用27创新设计创新设计解解析析t1时时刻刻小小物物块块向向左左运运动动到到速速度度为为零零，离离A处处的的距距离离达达到到最最大大，A错错误误；t1t2时时间间段段，小小物物块块对对地地向向右右加加速速，相相对对传传送送带带仍仍向向左左运运动动，之之后后相相对对静静止止，B正正确确；0t2时时间间内内，小小物物块块受受到到的的摩摩擦擦力力方方向向始始终终向向右右，C错错误误；t2t3时时间间内内小小物块随传送带一起向右匀速运动，不受摩擦力作用，物块随传送带一起向右匀速运动，不受摩擦力作用，D错误。错误。答案答案B28创新设计创新设计2.如如图图9所所示示，传传送送带带与

14、与地地面面夹夹角角37，从从A到到B长长度度为为L10.25 m，传传送送带带以以v010 m/s的的速速率率逆逆时时针针转转动动。在在传传送送带带上上端端A无无初初速速度度地地放放一一个个质质量量为为m0.5 kg的的黑黑色色煤煤块块，它它与与传传送送带带之之间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为0.5。煤煤块块在在传传送送带带上上经经过过会会留留下黑色痕迹。已知下黑色痕迹。已知sin 370.6，g取取10 m/s2，求：，求：图图9(1)煤煤块块从从A到到B的的时间时间；(2)煤煤块块从从A到到B的的过过程中程中传传送送带带上形成痕迹的上形成痕迹的长长度。度。29创新设计创新设计解析解析(1)

15、煤块刚放上时，受到沿斜面向下的摩擦力，其加速度为煤块刚放上时，受到沿斜面向下的摩擦力，其加速度为a1g(sin cos)10 m/s2，达到达到v0后，受到沿斜面向上的摩擦力，则后，受到沿斜面向上的摩擦力，则a2g(sin cos)2 m/s2，x2Lx15.25 m，30创新设计创新设计煤块从煤块从A到到B的时间为的时间为tt1t21.5 s。(2)第一过程痕迹长第一过程痕迹长x1v0t1x15 m，第二过程痕迹长第二过程痕迹长x2x2v0t20.25 m，x1与与x2部分重合，故痕迹总长为部分重合，故痕迹总长为5 m。答案答案(1)1.5 s(2)5 m31创新设计创新设计模型三模型三“板

16、板块块”模型模型32创新设计创新设计1.抓住一个转折和两个关联抓住一个转折和两个关联33创新设计创新设计2.分析分析“板板块块”模型的模型的“四点四点”注意注意(1)用隔离法分析滑用隔离法分析滑块块和木板的受力，分和木板的受力，分别别求出滑求出滑块块和木板的加速度。和木板的加速度。(2)建立滑建立滑块块位移、木板位移、滑位移、木板位移、滑块块相相对对木板位移之木板位移之间间的关系式。的关系式。(3)不要忽略滑不要忽略滑块块和木板的运和木板的运动动存在等存在等时时关系。关系。(4)在运在运动动学公式中，位移、速度和加速度都是相学公式中，位移、速度和加速度都是相对对地面的。地面的。34创新设计创新

17、设计【例例4】(2019江江苏苏卷卷，15)如如图图10所所示示，质质量量相相等等的的物物块块A和和B叠叠放放在在水水平平地地面面上上，左左边边缘缘对对齐齐。A与与B、B与与地地面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数均均为为。先先敲敲击击A，A立立即即获获得得水水平平向向右右的的初初速速度度，在在B上上滑滑动动距距离离L后后停停下下。接接着着敲敲击击B，B立立即即获获得得水水平平向向右右的的初初速速度度，A、B都都向向右右运运动动，左左边边缘缘再再次次对对齐齐时时恰恰好好相相对对静静止止，此此后后两两者者一起运一起运动动至停下。最大静摩擦力等于滑至停下。最大静摩擦力等于滑动动摩擦力，重力加速度摩擦力

18、，重力加速度为为g。求：。求：图图10(1)A被敲被敲击击后后获获得的初速度大小得的初速度大小vA；(2)在左在左边缘边缘再次再次对齐对齐的前、后，的前、后，B运运动动加速度的大小加速度的大小aB、aB；(3)B被敲被敲击击后后获获得的初速度大小得的初速度大小vB。35创新设计创新设计解析解析A、B的运动过程如图所示的运动过程如图所示(1)由牛顿第二定律知，由牛顿第二定律知，A加速度的大小加速度的大小aAg36创新设计创新设计(2)设设A、B的质量均为的质量均为m对齐前，对齐前，B所受合外力大小所受合外力大小F3mg由牛顿第二定律由牛顿第二定律FmaB，得，得aB3g对齐后，对齐后，A、B整体

19、所受合外力大小整体所受合外力大小F2mg由牛顿第二定律由牛顿第二定律F2maB，得，得aBg。(3)设设经经过过时时间间t，A、B达达到到共共同同速速度度v，位位移移分分别别为为xA、xB，A加加速速度度的的大大小小等等于于aA则则vaAt，vvBaBt37创新设计创新设计且且xBxAL38创新设计创新设计1.(多多选选)如如图图11所所示示，质质量量为为m1的的足足够够长长的的木木板板静静止止在在光光滑滑水水平平面面上上，其其上上放放一一质质量量为为m2的的物物块块。t0时时刻刻起起，给给物物块块施施加加一一水水平平恒恒力力F，分分别别用用a1、a2和和v1、v2表表示木板、物示木板、物块块

20、的加速度和速度大小，的加速度和速度大小，图图中可能符合运中可能符合运动动情况的是情况的是()图图1139创新设计创新设计解解析析物物块块和和木木板板可可能能保保持持相相对对静静止止，一一起起做做匀匀加加速速直直线线运运动动，此此时时二二者者的的加加速速度度大大小小相相等等，选选项项A正正确确；物物块块可可能能相相对对木木板板向向前前滑滑动动，即即物物块块的的加加速速度度大大于于木木板的加速度，二者均做匀加速直线运动，选项板的加速度，二者均做匀加速直线运动，选项B、D错误，错误，C正确。正确。答案答案AC40创新设计创新设计2.质质量量为为2 kg的的木木板板B静静止止在在水水平平面面上上，可可

21、视视为为质质点点的的物物块块A从从木木板板的的左左侧侧沿沿木木板板上上表表面面水水平平冲冲上上木木板板，如如图图12甲甲所所示示。A和和B经经过过1 s达达到到同同一一速速度度，之之后后共共同同减减速速直至静止，直至静止，A和和B的的vt图图象如象如图图乙所示，重力加速度乙所示，重力加速度g取取10 m/s2，求：，求：图图12(1)A与与B上表面之上表面之间间的的动动摩擦因数摩擦因数1；(2)B与水平面与水平面间间的的动动摩擦因数摩擦因数2；(3)A的的质质量。量。41创新设计创新设计解析解析(1)由图象可知，由图象可知，A在在01 s内的加速度内的加速度对对A由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得1mgma1，解得，解得10.2。(2)由图象知，由图象知，A、B在在13 s内的加速度内的加速度对对A、B整体由牛顿第二定律得整体由牛顿第二定律得2(Mm)g(Mm)a3，解得，解得20.1。42创新设计创新设计对对B由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得1mg2(Mm)gMa2代入数据解得代入数据解得m6 kg。答案答案(1)0.2(2)0.1(3)6 kg43本节内容结束