（江苏专用）高考物理新增分大一轮复习 第五章 机械能 专题突破六 力学“两大观点”的综合应用讲义（含解析）-人教版高三全册物理教案VIP免费

专题突破六力学“两大观点”的综合应用命题点一静、动力学与能量组合型问题专题设置背景江苏高考近几年计算题中常出现的类型，一般涉及几个物体组合成的连接体临界与极值问题、运动的合成与分解问题等，综合考查受力分析、牛顿运动定律的应用、功能关系的应用．例1(2018·南京师大附中5月模拟)如图1所示，小球M用长度为L的轻杆连接在固定于天花板的轴O上，可在竖直平面内自由旋转，通过与O等高的滑轮用轻绳连接物块m.滑轮与轴O的距离也为L，轻杆最初位置水平．滑轮、小球、物块的大小可以忽略，轻绳竖直部分的长度足够长，不计各种摩擦和空气阻力，运动过程中绳始终保持张紧状态，重力加速度为g.图1(1)若用外力拉着m使轻杆从最初位置缓慢下降，直至撤去外力后小球保持静止，轻杆与水平方向成θ＝60°角，求M与m的质量之比．(2)若M与m的质量之比为2∶1，使小球从最初位置静止释放，在小球向右摆动的过程中，求轻杆与最初位置的最大夹角θ.(3)若M与m的质量之比为2∶1，使小球从最初位置静止释放，当小球向右摆动到O点正下方的位置时绳突然断裂，求整个过程中m上升的最大高度．答案(1)(2)120°(3)L解析(1)对小球受力分析，如图甲所示．由图中几何关系知Mg＝mg，即＝(2)如图乙，小球和物块在运动过程中，系统机械能守恒，则MgLsin(180°－θ)＝mg·2Lsin解得cos＝＝，得θ＝120°；(3)设小球在O点正下方时，m向上运动的速度为v，M速度水平向右为v′，如图丙，由速度关系得v′＝v，如图丁，由系统的机械能守恒可得MgL－mgL＝Mv′2＋mv2，解得v2＝gL，随后m还能继续沿竖直方向上升h，由机械能守恒得mgh＝mv2，解得h＝＝L，故整个过程中m上升的最大高度为H＝h＋L＝L.变式1(2018·盐城市三模)如图2所示，质量为m、半径为R的光滑圆柱体B放在水平地面上，其左侧有半径为R、质量为m的半圆柱体A，右侧有质量为m的长方体木块C，现用水平向左的推力推木块C，使其缓慢移动，直到圆柱体B恰好运动到半圆柱体A的顶端，在此过程中A始终保持静止．已知C与地面间的动摩擦因数μ＝，重力加速度为g.求：图2(1)圆柱体B下端离地高为时，地面对半圆柱体A的支持力大小；(2)木块C移动的整个过程中水平推力的最大值；(3)木块C移动的整个过程中水平推力所做的功．答案(1)2mg(2)mg(3)mgR解析(1)以A和B整体为研究对象，地面对圆柱体A的支持力大小为FN＝2mg.(2)由题意分析可知，B刚离开地面时，B对C的弹力最大，F1＝mgtan60°＝mg此时水平推力最大为Fm＝F1＋μmg＝mg.(3)整个过程中C移动的距离与圆柱体B的圆心水平向左移动的距离相等x＝2Rcos30°＝R摩擦力做功Wf＝μmgx＝mgR根据动能定理W－Wf－mgR＝0解得W＝mgR.命题点二动力学与能量的综合性问题1．专题设置背景江苏高考选择题中常出现涉及弹簧的动力学与能量结合的综合性问题，对分析能力有较高要求．2．抓好三个分析：(1)受力分析：分析研究对象在各运动阶段的受力情况，整体法、隔离法灵活应用．所受力为变力的要分析影响力变化的因素，随运动变化情况．(2)运动分析：分析各阶段运动性质，特别是物体受力随运动变化的情况．要关注F变化→a变化→v变化→x变化→F变化的分析．弹簧连接的两物体可从“追及相遇”模型分析两物体间距，即弹簧长度变化．(3)能量转化分析：分析各力做功情况，判断各种能量的变化情况，关注守恒量，判断哪种能量守恒．例2(多选)(2018·无锡市高三期末)如图3所示，质量分别为m1、m2的两物块A、B通过一水平轻质弹簧连接，静止放置在光滑水平面上，弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹性限度内，t1＝0时刻在A上施加一个水平向左的恒力F，t2＝t时刻弹簧第一次恢复到原长状态，此时A、B速度分别为v1和v2.则t1到t2时间内()图3A．A、B和弹簧组成系统的机械能先增大后减小B．当A的加速度为零时，B的加速度为C．当弹簧的弹性势能最大时，两物块速度相等D．物块B移动的距离为答案CD解析通过受力分析可知，物块A先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，物块B先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的加速运动，t1～t2时间内，拉力F一直做正功，系统的机械能一直增大，故A错误；当A的加速度为零时，弹簧弹力等于F，所以B的加...