2024届高考物理一轮总复习第五章机械能第2讲动能定理第2课时“应用动能定理解决多过程问题”的多维研究教师用书.pdfVIP

第2课时“应用动能定理解决多过程问题”的多维探讨

类型(一)多过程直线运动问题

[典例](2024·武汉联考)如图甲所示，滑沙运动是一项惊险刺激的消遣活动，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，最终停在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＝10

2

m/s，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/s2

B．物块与接触面间的动摩擦因数为0.8

C．物块的重力势能的削减量小于7.2J

D．物块从B运动到C，因摩擦产生的热量为7.2J

[解析]设物块沿斜面下滑的加速度为a，正中间1s的

位移为3m，则正中间1s的平均速度＝3m/s，正中间1s的

平均速度也是物块沿斜面下滑的平均速度，由初速度为0的匀

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加速直线运动规律有＝，2a×AB＝v，解得a＝2m/s，A错误；如图所示，A′为A在

B

地面上的投影，设斜面的倾角为α，物块从A到C，由动能定理有mgAA′－μmgcosα·AB

－μmgBC＝0，由几何关系有A′B＝ABcosα，A′C＝A′B＋BC，可得μ＝，又因为

＝tanβ，则μ＝tanβ＝0.75，B错误；设Q为物块在AB段因摩擦产生的热量，由＝

1

、＝3m/s可得v＝6m/s，在物块沿斜面下滑过程中，由能量守恒定律有mgAA′＝Q＋

B1

2

mv，可得重力势能的削减量为mgAA′＝Q＋7.2J，即物块重力势能的削减量大于7.2J，C

B1

错误；物块从B运动到C，设Q为物块在BC段因摩擦产生的热量，由能量守恒定律有Q＝

22

2

mv＝7.2J，D正确。

B

[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．tanθB．tanα

C．tan(θ＋α)D．tan(θ－α)

解析：选B如图所示，设B、O间距离为x，A点离水

1

平面的高度为h，A、O间的水平距离为x，物块的质量为m，在

2

物块运动的全过程中，应用动能定理可得mgh－μmgcos

θ·－μmg