1、本章學(xué)科素養(yǎng)提升,大一輪復(fù)習(xí)講義,第五章機(jī)械能,例1(2018廣東省肇慶市一模)如圖1甲所示，一物體以一定的初速度v0沿足夠長(zhǎng)斜面向上運(yùn)動(dòng)，此物體在斜面上的最大位移與斜面傾角的關(guān)系如圖乙所示.設(shè)各種條件下，物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)摩擦因數(shù)均不變，g10 m/s2.求： (1)物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 及物體的初速度大??；,利用圖像和三角函數(shù)求解物理問(wèn)題,1,圖1,設(shè)動(dòng)摩擦因數(shù)為，此時(shí)摩擦力大小為：fmg 加速度大小為a1g 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得：v022a1x0,(2)為多大時(shí)，x值最小并求出x的最小值.,解析對(duì)于任意角度，根據(jù)動(dòng)能定理可得，物體對(duì)應(yīng)的最大位移x滿足關(guān)系式：,繩索、鏈條在考查過(guò)程中常發(fā)

2、生形變，其重心位置對(duì)物體來(lái)說(shuō)并不是固定不變的，能否正確確定重心的位置，是解決繩索、鏈條類問(wèn)題的關(guān)鍵，一般情況下常分段考慮各部分的重力勢(shì)能，并用各部分重力勢(shì)能之和作為系統(tǒng)總的重力勢(shì)能，至于參考平面，可任意選取，但以系統(tǒng)初、末狀態(tài)重力勢(shì)能便于表示為宜.,繩索、鏈條類機(jī)械能守恒問(wèn)題的處理技巧,2,例2如圖2所示，有一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻金屬鏈條，一半長(zhǎng)度在光滑斜面上，斜面傾角為，另一半長(zhǎng)度沿豎直方向下垂在空中，當(dāng)鏈條從靜止開始釋放后滑動(dòng)，求鏈條剛好從右側(cè)全部滑出斜面時(shí)的速度是多大？(重力加速度為g),圖2,思維導(dǎo)引研究對(duì)象：鏈條. 隱含條件：釋放后的鏈條，豎直方向的一半向下運(yùn)動(dòng)，放在斜面上的一半沿斜面向上

3、運(yùn)動(dòng)，由于豎直部分越來(lái)越多，所以鏈條做的是變加速運(yùn)動(dòng)，不能用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式去解. 思路分析：因?yàn)樾泵婀饣?，所以機(jī)械能守恒，鏈條得到的動(dòng)能應(yīng)是由重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化來(lái)的，重力勢(shì)能的變化可以用重心的位置確定，要注意釋放時(shí)的重力勢(shì)能可分左右兩段考慮，然后再求和.,解析設(shè)斜面的最高點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，鏈條的總質(zhì)量為m，開始時(shí)左半部分的重力勢(shì)能為,由機(jī)械能守恒定律得E1E2,規(guī)范表達(dá)不僅僅是要書寫工整和美觀的問(wèn)題，更側(cè)重的是學(xué)科思維和學(xué)科潛能的問(wèn)題.物理學(xué)科對(duì)規(guī)范的要求主要包括以下幾個(gè)方面： (1)思維規(guī)范：主要是指從審題到挖掘題目隱含條件；從讀題到信息提取和提煉，再到建立物理模型的過(guò)程. 思維規(guī)范最能反映一個(gè)

4、學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和學(xué)科能力. (2)表達(dá)規(guī)范：實(shí)際上表達(dá)的內(nèi)容正是思維流程的呈現(xiàn)，語(yǔ)言表達(dá)要準(zhǔn)確應(yīng)用物理學(xué)科語(yǔ)言. (3)書寫規(guī)范：一組美觀的文字，給人賞心悅目的感覺，特別是在繁重的閱卷任務(wù)前，給老師以驚喜.,物理學(xué)科規(guī)范表達(dá)能力的培養(yǎng),3,例3如圖3所示，質(zhì)量m3 kg的小物塊以初速度v04 m/s水平向右拋出，恰好從A點(diǎn)沿著圓弧的切線方向進(jìn)入圓弧軌道.圓弧軌道的半徑為R3.75 m，B點(diǎn)是圓弧軌道的最低點(diǎn)，圓弧軌道與水平軌道BD平滑連接，A與圓心O的連線與豎直方向成37角.MN是一段粗糙的水平軌道，小物塊與MN間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1，軌道其他部分光滑.最右側(cè)是一個(gè)半徑為r0.4 m的半圓弧軌道

5、，C點(diǎn)是半圓弧軌道的最高點(diǎn)，半圓弧軌道與水平軌道BD在D點(diǎn)平滑連接.已知重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.,圖3,(1)求小物塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大??； (2)若MN的長(zhǎng)度為L(zhǎng)6 m，求小物塊通過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大??； (3)若小物塊恰好能通過(guò)C點(diǎn)，求MN的長(zhǎng)度L.,思維規(guī)范1.過(guò)程劃分：追蹤運(yùn)動(dòng)過(guò)程劃分不同階段，根據(jù)不同階段滿足的物理規(guī)律進(jìn)行剖析和求解. 本題可分為四個(gè)不同的運(yùn)動(dòng)過(guò)程：平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、水平面上的運(yùn)動(dòng)和豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng). 滿足的物理規(guī)律分別為：運(yùn)動(dòng)分解、機(jī)械能守恒、動(dòng)能定理和牛頓第二定律. 2.條件挖掘： (1)“從A點(diǎn)沿著圓弧的切線方向”可通過(guò)運(yùn)動(dòng)的分解求A點(diǎn)速度. (2)“恰好能通過(guò)C點(diǎn)”可知在C點(diǎn)的速度.,解析(1)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有v0vAcos 37 解得小物塊經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度大小vA5 m/s 小物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有,解得N62 N，根據(jù)牛頓第三定律，小物塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小是62 N.,表達(dá)規(guī)范,(2)小物塊由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理有,解得N60 N，根據(jù)牛頓第三定律，小