专题强化四动力学中三种典型物理模型专题解读1.本专题是动力学方法在三类典型模型问题中的应用,其中等时圆模型常在选择题中考查,而滑块—木板模型和传送带模型常以计算题压轴题的形式命题.2.通过本专题的学习,可以培养同学们的审题能力、建模能力、分析推理能力和规范表达等物理学科素养,针对性的专题强化,通过题型特点和解题方法的分析,能帮助同学们迅速提高解题能力.3.用到的相关知识有:匀变速直线运动规律、牛顿运动定律、相对运动的有关知识.一、“等时圆”模型1.两种模型(如图1)图12.等时性的证明设某一条光滑弦与水平方向的夹角为α,圆的直径为d,如图1所示.根据物体沿光滑弦做初速度为零的匀加速直线运动,加速度为a=gsinα,位移为x=dsinα,所以运动时间为t0===.即沿同一起点或终点的各条光滑弦运动具有等时性,运动时间与弦的倾角、长短无关.二、“传送带”模型1.水平传送带模型项目图示滑块可能的运动情况情景1①可能一直加速②可能先加速后匀速情景2①v0>v,可能一直减速,也可能先减速再匀速②v0=v,一直匀速③v0v,返回时速度为v,若v0t2>t3C.t3>t1>t2D.t1=t2=t3答案D解析如图所示,滑环在下滑过程中受到重力mg和杆的支持力N作用.设杆与水平方向的夹角为θ,根据牛顿第二定律有mgsinθ=ma,得加速度大小a=gsinθ.设圆周的直径为D,则滑环沿杆滑到d点的位移大小x=Dsinθ,x=at2,解得t=.可见,滑环滑到d点的时间t与杆的倾角θ无关,即三个滑环滑到d点所用的时间相等,选项D正确.变式1(2018·广东省惠州市第三次调研)如图3所示,竖直半圆环中有多条起始于A点的光滑轨道,其中AB通过环心O并保持竖直.一质点分别自A点沿各条轨道下滑,初速度均为零.那么,质点沿各轨道下滑的时间相比较()图3A.无论沿图中哪条轨道下滑,所用的时间均相同B.质点沿着与AB夹角越大的轨道下滑,时间越短C.质点沿着轨道AB下滑,时间最短D.轨道与AB夹角越小(AB除外),质点沿其下滑的时间越短答案A命题点二“传送带”模型1.水平传送带水平传送带又分为两种情况:物体的初速度与传送带速度同向(含物体初速度为0)或反向.在匀速运动的水平传送带上,只要物体和传送带不共速,物体就会在滑动摩擦力的作用下,朝着和传送带共速的方向变速(若v物v传,则物体减速),直到共速,滑动摩擦力消失,与传送带一起匀速运动,或由于传送带不是足够长,在匀加速或匀减速过程中始终没达到共速.计算物体与传送带间的相对路程要分两种情况:①若二者同向,则Δs=|s传-s物|;②若二者反向,则Δs=|s传|+|s物|.2.倾斜传送带物体沿倾角为θ的传送带传送时,可以分为两类:物体由底端向上运动,或者由顶端向下运动.解决倾斜传送带问题时要特别注意mgsinθ与μmgcosθ的大小和方向的关系,进一步判断物体所受合力与速度方向的关系,确定物体运动情况.例2(2018·安徽省安庆市二模)如图4所示,半径R=1.6m的光滑半圆形轨道固定于竖直平面内,下端与传送带相切于...