2025年高考物理一轮复习第五章　机械能守恒定律 专题强化九　应用动能定理解决多过程问题课件+讲义（教师+学生）+跟踪练习.docVIP

专题强化九应用动能定理解决多过程问题

学习目标1.会用动能定理解决多过程、多阶段的问题。2.会应用动能定理处理往复运动求路程等复杂问题。

考点一动能定理在多过程问题中的应用1.运用动能定理解决多过程问题的两种思路

(1)分段应用动能定理求解。

(2)所求解的问题不涉及中间的速度时，全过程应用动能定理求解更简便。

2.全过程列式时，涉及重力、弹簧弹力、大小恒定的阻力或摩擦力做功时，要注意运用它们的特点。

(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所做的功等于力的大小与路程的乘积。

例1(2023.湖北卷，14)如图1为某游戏装置原理示意图。水平桌面上固定一半圆形竖直挡板，其半径为2R、内表面光滑，挡板的两端A、B在桌面边缘，B与半

径为R的固定光滑圆弧轨道CDE在同一竖直平面内，过C点的轨道半径与竖直方

向的夹角为60°。小物块以某一水平初速度由A点切入挡板内侧，从B点飞出桌面后，在C点沿圆弧切线方向进入轨道CDE内侧，并恰好能到达轨道的最高点D。

小物块与桌面之间的动摩擦因数

重力加速度大小为g,忽略空气阻力，小

物块可视为质点。求：

图1

(1)小物块到达D点的速度大小；

(2)B和D两点的高度差；

(3)小物块在A点的初速度大小。

·方法总结

多过程问题的分析方法

(1)将“多过程”分解为许多“子过程”,各“子过程”间由“衔接点”连接。

(2)对各“衔接点”进行受力分析和运动分析，必要时画出受力图和过程示意图。

(3)根据“子过程”和“衔接点”的模型特点选择合理的物理规律列方程。

(4)分析“衔接点”速度、加速度等的关联，确定各段间的时间关联，并列出相关的辅助方程。

(5)联立方程组，分析求解，对结果进行必要的验证或讨论。

跟踪训练

1.如图2所示，水平桌面上的轻质弹簧左端固定，右端与静止在O点质量为m=1kg的小物块接触而不连接，此时弹簧无形变。现对小物块施加F=10N的水平向左的恒力，使其由静止开始向左运动。小物块在向左运动到A点前某处速度最大时，弹簧的弹力为6N,运动到A点时撤去推力F,小物块最终运动到B点静止。图中OA=0.8m,OB=0.2m,重力加速度取g=10m/s2。求小物块：

图2

(1)与桌面间的动摩擦因数μ;

(2)向右运动过程中经过O点的速度大小；

图3

(3)向左运动的过程中弹簧的最大压缩量。

考点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，其做功特点与路程有关，求解这类问题时若运用牛顿运动定律及运动学公式将非常繁琐，甚至无法解出。由于动能定理只涉及物体的初、末状态而不计运动过程的细节，所以用动能定理分析这类问题可使解题过程简化。

例2如图3所示，水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直圆轨道相切于B点，右端与一倾角为30°的光滑斜面轨道在C点平滑连接(即物体经过C点时速度的大小不变),斜面顶端固定一轻质弹簧，一质量为2kg的滑块从圆弧轨道的顶端A点由静止释放，经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至D点，已知光滑圆轨道的半径R=0.45m,水平轨道BC长为0.4m,滑块与其间的动摩擦因数μ=0.2,光滑斜面轨道上CD长为0.6m,g取10m/s2。求：

(1)整个过程中弹簧具有的最大弹性势能；

(2)滑块最终停在距B点多远的位置?

·方法总结

(1)应用动能定理求解往复运动问题时，要确定物体的初状态和最终状态。

(2)重力做功与物体运动的路径无关，可用Wg=mgh直接求解。

(3)滑动摩擦力做功与物体运动的路径有关，可用W=—fs求解，其中s为物体相对滑行的总路程。

跟踪训练

2.如图4所示，固定斜面的倾角为θ,质量为m的滑块从距挡板P的距离为so处以初速度vo沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力。若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，重力加速度为g,则滑块经过的总路程是()

图4

3.从离地面高H处落下一只小球，小球在运动过程中所受的空气阻力是它重力的k(k1)倍，而小球每次与地面相碰后，能以与碰前相同大小的速度反弹，则：

(1)小球第一次与地面碰撞后，能够反弹到的最大高度是多少?

(2)小球从释