主干知識整合專題七│主干知識整合

一、求解力學問題的途徑1．運動與力的方法：牛頓運動定律與直線運動、曲線運動規(guī)律結合，適用于勻變速直線運動、圓周運動、拋體運動(類拋體運動)．2．能量方法：根據(jù)動能定理、機械能守恒定律、能量守恒定律和功能關系求解，適用于各種形式的運動．Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七│主干知識整合

二、研究對象的選取首先看研究對象是單個物體，還是多個物體組成的系統(tǒng)．有時還要把其中一個或幾個物體從系統(tǒng)中分離出來，作為研究對象．這是因為某一規(guī)律對整個系統(tǒng)不成立，但對其中一個或幾個物體卻成立．二是分析物理過程．一方面能把復雜的物理過程分解為幾個簡單的物理過程，化難為易；另一方面又可挖掘隱含條件，找出聯(lián)系不同階段的“橋梁”．三是分析研究對象的受力與運動情況．針對不同的對象，分析它們在各個過程的受力情況與運動情況，同時分清內(nèi)力和外力，注意各力的特點，以便合理選取物理規(guī)律．Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七│主干知識整合

三、解題方法的選擇解決力學問題可用運動與力的方法，也可用動能定理、機械能守恒定律、能量守恒定律和功能關系．當題目不涉及運動過程的細節(jié)及加速度等問題或過程中受變力作用及物體做曲線運動時，應首先考慮用能量觀點解題；當題目涉及加速度或力的瞬時作用時，一般要用運動與力的觀點解題：(1)當物體受到恒力作用發(fā)生運動狀態(tài)的改變而且又涉及時間時，一般選用于動力學方法解題；(2)當涉及功、能和位移時，一般選用動能定理、機械能守恒定律、功能關系或能量守恒定律解題，題目中出現(xiàn)相對路程時，應優(yōu)先考慮能量守恒定律；Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七│主干知識整合

(3)當涉及細節(jié)并要求分析力時，一般選用牛頓運動定律，對某一時刻的問題只能應用牛頓第二定律求解；(4)復雜問題的分析一般需選用能量的觀點、運動與力的觀點綜合解題．四、解決力學問題常涉及的思想方法1．守恒的思想：尋求過程中守恒量以及應用守恒規(guī)律解決問題是一重要的物理思想，如機械能守恒定律、能的轉化與守恒定律、電荷守恒定律等．在解決問題時如果存在守恒量，應優(yōu)先應用守恒規(guī)律，這樣可以簡化解題過程．Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七│主干知識整合

2．能量的思想：物理過程由物體不同的運動形式組成，其中伴隨著能量的傳遞與轉化，若物理過程中出現(xiàn)多種形式能量間的轉化時，應用能的轉化與守恒定律解題方便、快捷，尤其是對涉及未知領域的探究問題更具優(yōu)越性．3．整體與隔離的思想：一個復雜的物理問題中通常出現(xiàn)多個物體，選整體還是選擇其中某一個物體為研究對象，涉及研究對象的整體與隔離的思想；一個復雜的物理過程通常是由多個過程組合而成的，解題時是對全過程還是對其中的某一過程列式，涉及過程的整體與隔離的思想．通常的做法是能整體考慮的優(yōu)先選整體，然后再隔離．Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七│主干知識整合

4．等效思想：等效法是物理學研究問題的重要方法，它是根據(jù)物理量、物理現(xiàn)象或物理過程的等效性，把復雜問題變換為簡單問題的方法，利用等效法可以使問題化難為易、化繁為簡、化變?yōu)椴蛔儯缱兞Φ墓β屎愣〞r用“Pt”等效代換變力的功等．Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.要點熱點探究專題七

│要點熱點探究?探究點一摩擦生熱問題1．摩擦力做功的特點(1)單個摩擦力(包括靜摩擦力和滑動摩擦力)可以做正功，也可以做負功，還可以不做功；靜摩擦力做功的過程，只有機械能的相互轉移(靜摩擦力起著傳遞機械能的作用)，而沒有內(nèi)能產(chǎn)生．(2)相互作用的一對靜摩擦力做功的代數(shù)和為零，在靜摩擦力做功的過程中，只有機械能的轉移(靜摩擦力起著傳遞機械能的作用)，沒有機械能轉化為其他形式的能，即不產(chǎn)生內(nèi)能；Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七

│要點熱點探究(3)相互作用的一對滑動摩擦力做功的代數(shù)和Wf＝－f·Δs(Δs為兩個物體之間的相對路程)，在一對滑動摩擦力做功的過程中，不僅有相互摩擦物體間機械能的轉移，還有機械能轉化為內(nèi)能，轉化為內(nèi)能的量等于系統(tǒng)機械能的減少量．(4)大小不變而方向改變的滑動摩擦力做功問題可轉換為恒力做功求解，如物體在大小為f不變的滑動摩擦力作用下做曲線運動，摩擦力對其做的功為Wf＝－fs.2．摩擦生熱：摩擦生熱指物體之間相對滑動時，物體消耗機械能產(chǎn)生內(nèi)能的現(xiàn)象，其大小等于滑動摩擦力與相對路程的乘積，即Q＝f·Δs.靜摩擦力作用過程不會產(chǎn)生內(nèi)能．Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七│要點熱點探究

例1[2019·江蘇卷]如圖2－7－1所示，平直木板AB傾斜放置，板上的P點距A端較近，小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)由A到B逐漸減?。茸屛飰K從A由靜止開始滑到B.然后，將A著地，抬高B，使木板的傾角與前一過程相同，再讓物塊從B由靜止開始滑到A.上述兩過程相比較，下列說法中一定正確的有()Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七│要點熱點探究A．物塊經(jīng)過P點的動能，前一過程較小B．物塊從頂端滑到P點的過程中因摩擦產(chǎn)生的熱量，前一過程較少C．物塊滑到底端的速度，前一過程較大D．物塊從頂端滑到底端的時間，前一過程較長Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七│要點熱點探究例1AD【解析】

前一過程，從A到P，物塊所受摩擦力較大，下滑加速度較小，位移較小，故在P點的動能較?。缓笠贿^程，從B到P，下滑加速度較大，位移較大，故在P點的動能較大，所以選項A正確．兩過程中，前者摩擦力大，位移小，后者摩擦力小，位移大，無法比較產(chǎn)生熱量的大小，故選項B不正確．物塊滑到底端的兩過程中合外力的功相同，根據(jù)動能定理，滑到底端的速度大小相等，即選項C不正確．由牛頓第二定律，結合兩次加速度變化特點，兩過程的v－t圖如圖所示，兩過程的位移大小相等，故前一過程時間較長，選項D正確．Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七│要點熱點探究【點評】

本題要注意幾個功能關系：重力做的功等于重力勢能的變化；重力以外其他力做的功等于機械能的變化；合力做的功等于動能的變化．同時注意摩擦力做功的特點，滑動摩擦力做功過程機械能轉化為內(nèi)能，其大小應是力和路程的乘積．Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七│要點熱點探究滑雪運動常在兩個斜面和一個平面的組合場地中進行，我們把它簡化為理想的情景如圖2－7－2所示，斜面與水平面之間用平滑的圓弧連接．假定運動員和滑板的總質量為m，從O點以初速度v1沖上一個傾斜角為θ的斜面，第一次滑回到底端O時的速率為v2，不計運動員在最高點所有技術動作，求：(1)滑板與斜面間的動摩擦因數(shù)μ；(2)運動員能滑上斜面的最大高度h.變式題Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七

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│要點熱點探究?探究點二傳送帶問題解決涉及傳送帶的問題時，一是要注意對研究對象所受摩擦力的分析，它隨物體相對傳送帶的運動狀態(tài)的變化而變化；二是正確分析物體間相對運動和對地運動間的關系；三是兩個關鍵點判斷要準確：①物體與傳送帶在達到同速之前，物體是否已滑離傳送帶；②同速后因摩擦力的變化，物體和傳送帶是一起運動還是繼續(xù)相對滑動．Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七

│要點熱點探究例2一傳送帶裝置示意圖如圖2－7－3所示，其中傳送帶AB區(qū)域是水平的，BC區(qū)域的傾角θ＝37°，B處有很小一段圓弧形過渡(圓弧形長度不計，圖中未畫出)，AB長度為L1＝4m，BC長度為L2＝16.6m．現(xiàn)將一個質量為m＝1.0kg的工件(可視為質點)無初速輕放在傳送帶A端，工件與傳送帶間動摩擦因數(shù)為μ＝0.8，設傳送帶運行的速率v＝8.4m/s始終保持不變，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)工件到達C端時的速度大?。?2)工件從A端運動到C端所經(jīng)歷的時間；Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七

│要點熱點探究(3)工件從A端運動到C端的過程中，工件與傳送帶間克服摩擦總共產(chǎn)生多少熱量？(傳送帶與輪間無相對滑動，不計輪軸處的摩擦)Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七

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│要點熱點探究【點評】

涉及傳送帶的問題要特別注意：滑塊在題目給定的空間范圍內(nèi)能否獲得和傳送帶相同的速度，一般需要作出判斷；如果是傾斜傳送帶，要注意滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)，判定滑塊能否沿傳送帶與之一起勻速運動；涉及摩擦生熱問題，可從能量轉化的角度考慮，也可以根據(jù)Q＝fΔx求解．Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七│要點熱點探究如圖2－7－4所示，繃緊的傳送帶與水平面的夾角θ＝30°，皮帶在電動機的帶動下始終以v0＝2m/s的速率運行．現(xiàn)把一質量m＝10kg的工件(可看作質點)輕輕放在皮帶的底端，經(jīng)時間t＝1.9s，工件被傳送到h＝1.5m的皮帶頂端．取g＝10m/s2.求：(1)工件與皮帶間的動摩擦因數(shù)；(2)電動機由于傳送工件而多消耗的電能．變式題Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七

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│要點熱點探究?探究點三運動與能量綜合問題運動與能量相結合可以形成較復雜的力學綜合問題．對涉及能量的力學綜合題，首先要考慮應用能量方法(如動能定理、機械能守恒定律、能量守恒定律或功能關系)求解，其次考慮應用牛頓運動定律與運動學規(guī)律結合求解．對一個物體的多運動過程或多物體運動問題，應注意分析各物體、各過程的運動和受力特點，從而選取相應的物理規(guī)律．對同一物體的多過程問題，優(yōu)先考慮對全過程應用能量方法；對多物體運動，優(yōu)先考慮對整體應用能量方法，但應注意內(nèi)力(如滑動摩擦力、彈簧彈力等)做功問題．審題時要注意隱含條件的挖掘，如圓軌道上運動的物體是否受摩擦力作用，物體通過豎直軌道最高點的條件是軌道與物體間的彈力不小于零等．Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七

│要點熱點探究例3[2019·福建卷]圖2－7－5為某種魚餌自動投放器中的投餌管裝置示意圖，其下半部AB是一長為2R的豎直細管，上半部BC是半徑為R的四分之一圓弧彎管，管口沿水平方向，AB管內(nèi)有一原長為R、下端固定的輕質彈簧．投餌時，每次總將彈簧長度壓縮到0.5R后鎖定，在彈簧上端放置一粒魚餌，解除鎖定，彈簧可將魚餌彈射出去．設質量為m的魚餌到達管口C時，對管壁的作用力恰好為零．不計魚餌在運動過程中的機械能損失，且鎖定和解除鎖定時，均不改變彈簧的彈性勢能．已知重力加速度為g.求：Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七

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│要點熱點探究例3(1)(2)3mgR(3)8.25πR2【解析】(1)質量為m的魚餌到達管口C時做圓周運動的向心力完全由重力提供，則mg＝m①由①式解得v1＝②(2)彈簧的彈性勢能全部轉化為魚餌的機械能，由機械能守恒定律有Ep＝mg(1.5R＋R)＋③由②③式解得

Ep＝3mgR④Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七

│要點熱點探究(3)不考慮因緩慢轉動裝置對魚餌速度大小的影響，質量為m的魚餌離開管口后做平拋運動，設經(jīng)過t時間落到水面上，離OO′的水平距離為x1，由平拋運動規(guī)律有4.5R＝gt2⑤x1＝v1t＋R⑥由⑤⑥式解得x1＝4R⑦當魚餌的質量為m時，設其到達管口C時速度大小為v2，由機械能守恒定律有Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七

│要點熱點探究Ep＝由④⑧式解得v2＝⑨質量為m的魚餌落到水面上時，設離OO′的水平距離為x2，則x2＝v2t＋R⑩由⑤⑨⑩式解得x2＝7R

魚餌能夠落到水面的最大面積SEvaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七

│要點熱點探究【點評】涉及彈簧的能量問題是高中物理的難點，分析此類問題應注意以下幾點：(1)彈簧的彈性勢能與彈簧規(guī)格和形變程度有關，對同一根彈簧而言，無論是處于伸長狀態(tài)還是壓縮狀態(tài)，只要形變程度相同，則其儲存的彈性勢能相同；(2)對同一根彈簧而言，先后經(jīng)歷兩次相同的形變過程，則兩次過程中彈簧彈性勢能的變化相同；(3)涉及彈簧彈性勢能的問題應從“能量守恒”的角度解析，彈簧彈性勢能表達式一般不用于定量計算，除非在題干中明確地說明．Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七│要點熱點探究Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七│要點熱點探究Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七

│要點熱點探究例3變式題(1)在木板的中點(2)5J1J【解析】(1)物塊與木板水平方向的受力如圖所示f＝μmg根據(jù)牛頓第二定律，物塊的加速度為a1＝＝4m/s2木板的加速度為a2＝＝8m/s2

當物塊、木板具有共同速度時，兩者不再發(fā)生相對滑動，一直勻速運動下去．Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.專題七

│要