新课标2023版高考物理一轮总复习第五章机械能第2讲第2课时“应用动能定理解决多过程问题”的多维研究课件

第2课时“应用动能定理解决多过程问题”的多维研究类型(一)多过程直线运动问题[典例]

(2022·武汉联考)如图甲所示，滑沙运动是一项惊险刺激的娱乐活动，可简化为如图乙所示的模型。B点是斜面与水平地面的连接处，质量为0.4kg的物块(可视为质点)从斜面上的A点由静止释放，最后停在C点。物块与斜面、地面之间的动摩擦因数均为μ。不计物块经过B点时的能量损失；已知AB＝9m，物块在斜面上做匀加速直线运动过程的正中间1s的位移为3m，A、C两点的连线与地面的夹角β＝37°，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，下列说法正确的是

(

)A．物块沿斜面下滑的加速度大小为0.5m/s2B．物块与接触面间的动摩擦因数为0.8C．物块的重力势能的减少量小于7.2JD．物块从B运动到C，因摩擦产生的热量为7.2J[答案]

D[规律方法]用动能定理解决多过程问题的流程[针对训练]1．

如图所示，小物块从倾角为θ的倾斜轨道上A点由静止释放

滑下，最终停在水平轨道上的B点，小物块与水平轨道、倾

斜轨道之间的动摩擦因数均相同，A、B两点的连线与水平方向的夹角为α，不计物块在轨道转折时的机械能损失，则动摩擦因数为

(

)A．tanθ B．tanαC．tan(θ＋α) D．tan(θ－α)答案：B答案：BC

类型(二)多过程曲线运动问题[典例]

(2022·山西太原质检)如图所示，质量均为m＝4kg的两个小物块A、B(均可视为质点)放置在水平地面上，竖直平面内半径R＝0.4m的光滑半圆形轨道与水平地面相切于C，弹簧左端固定。移动物块A压缩弹簧到某一位置(弹簧在弹性限度内)，由静止释放物块A，物块A离开弹簧后与物块B碰撞并粘在一起以共同速度v＝5m/s向右运动，运动过程中经过一段长为s，动摩擦因数μ＝0.2的水平面后，冲上半圆轨道，除s段外的其他水平面摩擦力不计。求：(g取10m/s2)(1)若s＝1m，两物块刚过C点时对轨道的压力大小；(2)若两物块能冲上半圆形轨道，且不脱离轨道，s应满足什么条件。[答案]

(1)500N

(2)s≤1.25m或4.25m≤s＜6.25m[规律方法]用动能定理解决多过程问题的四点提醒(1)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系。(2)应用动能定理的关键在于对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析，并画出运动过程的草图，借助草图理解物理过程之间的关系。(3)当物体的运动包含多个不同过程时，可分段应用动能定理求解；当所求解的问题不涉及中间的速度时，也可以全过程应用动能定理求解，这样更简便。(4)列动能定理方程时，必须明确各力做功的正、负，确实难以判断的先假定为正功，最后根据结果加以检验。

[针对训练]在学校组织的趣味运动会上，某科技小组为大家提供了一个游戏。如图所示，将一质量为0.1kg的钢球放在O点，用弹射装置将其弹出，钢球沿着光滑的半圆形轨道OA和AB运动。BC段为一段长为L＝2.0m的粗糙平面，DEFG为接球槽。半圆形轨道OA和AB的半径分别为r＝0.2m、R＝0.4m，小球与BC段的动摩擦因数为μ＝0.7，C点离接球槽的高度为h＝1.25m，水平距离为x＝0.5m，接球槽足够大，g取10m/s2。求：(1)要使钢球恰好不脱离半圆形轨道，钢球在A点的速度大小；(2)钢球恰好不脱离轨道时，在B位置对半圆形轨道的压力大小；(3)要使钢球最终能落入槽中，弹射速度v0至少多大。类型(三)多过程往复运动问题[典例]

如图甲所示，在水平面上固定一倾角θ＝37°、底端带有挡板的足够长的斜面，斜面体底端静止一质量m＝1kg的物块(可视为质点)，从某时刻起，物块受到一个沿斜面向上的拉力F作用，拉力F随物块从初始位置第一次沿斜面向上的位移x变化的关系如图乙所示，随后不再施加外力作用，物块与固定挡板碰撞前后速率不变，不计空气阻力，已知物块与斜面之间的动摩擦因数μ＝0.5，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10m/s2，求：(1)物块在上滑过程中的最大速度的大小；(计算结果可保留根式)(2)物块沿斜面上滑的最大位移的大小和物块在斜面上运动的总路程。[针对训练]如图所示，竖直固定放置的斜面DE与一光滑的圆弧轨道ABC相切，C为切点，圆弧轨道的半径为R，斜面的倾角为θ。现有一质量为m的滑块从D点无初速下滑，滑块可