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第31课时动能定理在多过程运动中的应用
CONTENTS03着眼“四翼”·探考点题型规律方法聚焦“素养”·提能力巧学妙解应用02
02着眼“四翼”·探考点题型规律方法
题型一动能定理在单向多过程运动中的应用思路1.分阶段应用动能定理(1)若题目需要求解某一中间物理量,应分阶段应用动能定理。(2)物体在多个运动过程中,受到的弹力、摩擦力等力若发生了
变化,力在各个过程中做功情况也不同,不宜全过程应用动
能定理,可以研究其中一个或几个分过程,结合动能定理,
各个击破。
(2)物体在多个运动过程中,受到的弹力、摩擦力等力若发生了
变化,力在各个过程中做功情况也不同,不宜全过程应用动
能定理,可以研究其中一个或几个分过程,结合动能定理,
各个击破。思路2.全过程应用动能定理
(1)当物体运动过程包含几个不同的物理过程,又不需要研究过程
的中间状态时,可以把几个运动过程看作一个整体,巧妙运用
动能定理来研究,从而避开每个运动过程的具体细节,大大简
化运算。(2)全过程列式时要注意①重力、弹簧弹力做功取决于物体的初、末位置,与路径无
关。②大小恒定的阻力或摩擦力做功的数值等于力的大小与路程的
乘积。思路2.全过程应用动能定理
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(1)小物块到达D点的速度大小;(2)B和D两点间的高度差;(3)小物块在A点的初速度大小。规范答题模板??
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如图所示,物体1放在倾角为θ=37°的斜面紧靠挡板处,物体1和斜面间动摩擦因数为μ=0.5,一根不可伸长的柔质轻绳跨过光滑轻质的小定滑轮,绳一端固定在物体1上,另一端固定在物体2上,斜面上方
的轻绳与斜面平行,物体2下端固定一长度为h的轻绳,轻绳下端拴在小物体3上,物体1、2、3的质量之比为4∶1∶5,开始时用手托住小物体3,小物体3到地面的高度也为h,此时各段轻绳刚好拉紧,已知物体触地后立即停止运动、不再反弹,重力加速度为g=10m/s2,物体3从静止突然放手后,物体1沿斜面上滑的最大距离为()A.3hC.2h
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题型二动能定理在往复运动中的应用1.往复运动:即物体的运动过程具有重复性、往返性,而在这一过程
中,描述运动的有关物理量多数是变化的,而往复的次数有的可能
是有限的,而有的可能最终达到某一稳定情境下的无限往复运动。2.解题策略:此类问题多涉及滑动摩擦力或其他阻力做功,其做功的
特点是与路程有关,运用牛顿运动定律及运动学公式将非常烦琐,
甚至无法解出,由于动能定理只涉及物体的初、末状态,所以用动
能定理分析这类问题可使解题过程简化。
【典例2】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)?解析:物块上滑过程中受拉力、摩擦力、重力、支持力
的作用,先做加速运动后做减速运动,则有FN=mgcos37°,f
=μFNF-f-mgsin37°=ma当加速度为零时,速度最大,此时F=f+mgsin37°=10N
??
(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。答案:2m5m?解得s=5m。
如图所示,质量m=0.1kg的可视为质点的小球从距地面高H=5m处由静止开始自由下落,到达地面恰能沿凹陷于地面的半圆形槽的右端切入,半圆形槽半径R=0.4m。小球到达槽最低点时速率为10m/s,并继续沿槽壁运动直到从槽左端边缘竖直向上飞出……,如此反复,
设小球在槽壁运动时受到的摩擦力大小恒定不变,不计空气阻力及小
球与槽壁口接触时的能量损失(取g=10m/s2)。求:
(1)小球第一次飞离槽后上升的高度H1;答案:4.2m?解得H1=4.2m。
(2)小球最多能飞出槽外的次数。答案:6次解析:设小球能飞出槽外n次,对整个过程,由动能定理得mgH
-n×2Wf=0解得n=6.25,n只能取整数,故小球最多能飞出槽外6次。
03聚焦“素养”·提能力巧学妙解应用
题型一动能定理在单向多过程运动中的应用1.如图所示,固定斜面倾角为θ,整个斜面分为AB、BC两段,且
1.5AB=BC。小物块P(可视为质点)与AB、BC两段斜面之间的动
摩擦因数分别为μ1、μ2。已知P由静止开始从A点释放,恰好能滑动
到C点停下,那么θ、μ1、μ
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