高考物理一轮总复习精品课件 第6章 机械能 第3讲 专题提升 动能定理在多过程问题中的应用.ppt

审题指导关键词句获取信息在C点沿圆弧切线方向进入轨道C点的速度方向恰好沿圆弧的切线方向恰好能到达轨道的最高点D在D点恰好由重力提供向心力从C到D的过程应用动能定理,联立方程可求vB从B到D的过程应用动能定理,可求B和D两点的高度差从A到B的过程应用动能定理,可求vA典题2(2023山东济南模拟)如图所示,固定的光滑半圆柱面ABCD与粗糙矩形水平桌面OABP相切于AB边,半圆柱面的圆弧半径R=0.4m,OA的长为L=2m。小物块从O点开始以某一大小不变的初速度v0沿水平面运动,初速度方向与OA方向之间的夹角为θ。若θ=0°,小物块恰好经过半圆弧轨道的最高点。已知小物块与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.1,重力加速度g取10m/s2。求:(1)初速度v0的大小;(2)若小物块沿半圆弧运动的最大高度为h=0.4m,求夹角θ的余弦值。(2)小物块沿半圆弧运动的最大高度为h=0.4m=R此时小物块仅有沿AB方向的水平速度vx,竖直方向速度为零,设小物块在圆弧轨道最低端时的速度为v2,则vx=v2sinθ典题3(2024重庆统考)如图所示,足够长的光滑倾斜轨道倾角为37°,圆形管道半径为R、内壁光滑,倾斜轨道与圆形管道之间平滑连接,相切于B点,C、D分别为圆形管道的最低点和最高点,整个装置固定在竖直平面内,一小球质量为m,小球直径略小于圆形管道内径,圆形管道内径远小于R,重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8。(1)若将圆形管道的上面三分之一部分(PDQ段)取下来,并保证剩余圆弧管道的P、Q两端等高,∠POQ=120°,小球从倾斜轨道A点由静止释放,在圆形管道内运动通过P点时,管道内壁对小球的作用力恰好为0,求A点与C点的高度差。(2)若将圆形管道的DQB段取下来,改变小球在倾斜轨道上由静止释放的位置,小球从D点飞出后落到倾斜轨道时的动能也随之改变,求小球从D点飞出后落到倾斜轨道上动能的最小值(只考虑小球落到倾斜轨道上的第一落点)。(2)将圆形管道的DQB段取下来,小球离开D点后做平抛运动,设小球落到斜面上时竖直位移为y,水平位移为x,落到倾斜轨道的动能为Ek,如图所示题型二动能定理在往复运动问题中的应用1.往复运动问题:在有些问题中物体的运动过程具有重复性、往返性,而在这一过程中,描述运动的物理量多数是变化的,而且重复的次数又往往是无限的或者难以确定的。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简化解题过程。典题4(2023湖南衡阳模拟)如图所示,装置由AB、BC、CD三段轨道组成,轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接,其中轨道AB段和CD段是光滑的,水平轨道BC的长度x=5m,轨道CD足够长且倾角θ=37°,A、D两点离轨道BC的高度分别为h1=4.30m,h2=1.35m。现让质量为m的小滑块(可视为质点)自A点由静止释放,已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)小滑块第一次经过D点时的速度大小。(2)小滑块第一次与第二次经过C点的时间间隔。(3)小滑块最终停止的位置到B点的距离。答案(1)3m/s(2)2s(3)1.4m解析(1)小滑块从A→B→C→D过程中,由动能定理得代入数据解得vD=3m/s。(2)小滑块从A→B→C过程中,由动能定理得代入数据解得vC=6m/s小滑块沿CD段上滑的加速度大小a=gsinθ=6m/s2小滑块沿CD段上滑到最高点的时间由对称性可知小滑块从最高点滑回C点的时间t1=t2=1s故小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔t=2s。(3)设小滑块在水平轨道上运动的总路程为x总,对小滑块运动全过程应用动能定理有mgh1-μmgx总=0代入数据解得x总=8.6m故小滑块最终停止的位置距B点的距离为2x-x总=1.4m。审题指导关键词句获取信息轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接连接处动能不损失,速度大小不变轨道AB段和CD段是光滑的,小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ=0.5在轨道AB段和CD段滑块做匀变速直线运动且机械能不损失,在轨道BC上动能转化为内能轨道CD足够长且倾角θ=37°可求CD段匀变速运动的加速度(不离开斜面)小滑块第一次经过D点时的速度大小D点不是CD段运动的最高点小滑块第一次与第二次经过C点的时间间隔滑块第一次在CD段往返运动的时间间隔典题5(2022