云南省石屏高级中学2017-2018学年高中物理人教版必修二假期作业：第12讲　动能定理的综合应用.docx

第12讲　动能定理的综合应用【复习目标】　1.匀变速基本规律的应用.2.运动学图像问题.3.追及相遇问题．一、应用动能定理求解连接体问题研究两个相互作用的物体的动力学问题也就是连接体问题，当两个物体在外力作用下以相同的加速度运动时就可以对整体应用动能定理：(1)选取研究对象，明确它的运动过程．(2)分析研究对象的受力情况和各个力做功情况然后求各个外力做功的代数和．(3)明确整体在过程始、末状态的动能Ek1和Ek2.(4)列出动能定理的方程W合＝Ek2－Ek1，及其他必要的解题方程，进行求解．例1　(多选)人用绳子通过光滑定滑轮拉静止在地面上的物体A，A穿在光滑的竖直杆上．当人以速度v竖直向下匀速拉绳，使质量为m的物体A上升高度h到达如图1所示位置时，绳与竖直杆的夹角为θ.已知重力加速度为g，则下列说法正确的是(　)图1A．此时物体A的速度为B．此时物体A的速度为vcos θC．该过程中绳对物体A做的功为mgh＋D．该过程中绳对物体A做的功为mgh＋mv2cos2θ变式训练1　(多选)如图2所示，电梯质量为M，它的水平地板上放置一质量为m的物体，电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动．当上升高度为H时，电梯的速度达到v，则在这段过程中，下列说法中正确的是(　)图2A．电梯地板对物体的支持力所做的功等于mv2B．电梯地板对物体的支持力所做的功大于mv2C．钢索的拉力所做的功等于MgH＋Mv2D．钢索的拉力所做的功大于MgH＋Mv2二、应用动能定理解决曲线运动问题动能定理既适用于直线运动也适用于曲线运动．解题思路与解决直线运动相同：先分析曲线运动过程中，各个力的做功情况和始、末状态的动能，然后对该过程应用动能定理，就可以求解力、位移、始、末速度等物理量．例2　如图3所示，质量为m的物体，由高h处无初速滑下，至水平面上A点静止，不考虑B点处能量损耗，若施加平行于路径的外力使物体由A点沿原路径返回C点，则外力至少做功为(　)图3A．mgh B．2mgh[来源:Zxxk.Com]C．3mgh D．条件不足，无法计算变式训练2　有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图4所示．如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是(　)图4A．木块的加速度不变B．木块所受的合外力为零C．木块所受的力都不对其做功D．木块所受的合外力不为零，但合外力对木块所做的功为零三、应用动能定理求解多过程问题[来源:学*科*网]含有F、x、m、v、W、Ek等物理量的力学问题，如果不涉及加速度、时间，优先选用动能定理解题．如果出现多个运动过程，一个过程就是一个方程．不涉及中间态，可以全程列式应用动能定理．例3　我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一，如图5所示，质量m＝60 kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a＝3.6 m/s2匀加速滑下，到达助滑道末端B时速度vB＝24 m/s，A与B的竖直高度差H＝48 m，为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧．助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h＝5 m，运动员在B、C间运动时阻力做功W＝－1 530 J，取g＝10 m/s2.图5(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力Ff的大小；(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大．变式训练3　如图6所示，半径R＝0.5 m的光滑圆弧面CDM分别与光滑斜面体ABC和斜面MN相切于C、M点，斜面倾角分别如图所示．O为圆弧圆心，D为圆弧最低点，C、M在同一水平高度．斜面体ABC固定在地面上，顶端B安装一定滑轮，一轻质软细绳跨过定滑轮(不计滑轮摩擦)分别连接小物块P、Q(两边细绳分别与对应斜面平行)，并保持P、Q两物块静止．若PC间距为L1＝0.25 m，斜面MN足够长，物块P质量m1＝3 kg，与MN间的动摩擦因数μ＝，重力加速度g＝10 m/s2，求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)图6(1)小物块Q的质量m2；(2)烧断细绳后，物块P第一次到达D点时对轨道的压力大小；(3)物块P在MN斜面上滑行的总路程．规律总结　在变速圆周运动中已知最高点和最低点的受力，根据牛顿第二定律即可求得该点的动能或速度．典型模型：没有支撑物的圆周运动，恰好通过最高点时有mg＝，则＝.再结合曲线运动的过程应用动能定理即可．题组一　应用动能定理求解连接体问题[来源:学§科§网Z§X§X§K]1．(多选)如图7所示，一块长木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物体A，现以恒定的外力F拉B，由于A、B间摩擦力的作用，A将在B上滑动，以地面为参与系，A、B都向前移动了一段距离．在此过程中(　)图7A．外力F做的