23-動(dòng)能定理在多過(guò)程問(wèn)題中的應(yīng)用-—2022屆高三物理一輪復(fù)習(xí)課件(30頁(yè)P(yáng)PT)

1、 動(dòng)能定理在多過(guò)程問(wèn)題中的應(yīng)用2021.09.23第1頁(yè)，共30頁(yè)。1.會(huì)用動(dòng)能定理解決多過(guò)程、多階段的問(wèn)題.2.掌握動(dòng)能定理在往復(fù)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中的應(yīng)用.【目標(biāo)要求】第2頁(yè)，共30頁(yè)。2020.1浙江選考2020.7 浙江選考2021.1 浙江選考功能關(guān)系知識(shí)考點(diǎn)基本模型前三次（選考）第20題受力分析第20題圓周運(yùn)動(dòng)（臨界問(wèn)題）受力分析牛頓運(yùn)動(dòng)定律圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)量守恒定律功能關(guān)系曲面+圓周+水平面+碰撞+斜面彈簧+圓周+水平面+斜面受力分析牛頓運(yùn)動(dòng)定律動(dòng)量定理斜拋運(yùn)動(dòng)分析功能關(guān)系斜面+圓周+圓周+斜拋+碰撞第3頁(yè)，共30頁(yè)。2021.3 G12聯(lián)考2021.2 浙江省十校聯(lián)考2020.11金華十校聯(lián)考

2、2020.11暨陽(yáng)聯(lián)考第4頁(yè)，共30頁(yè)。2020.11湖麗衢聯(lián)考2020.11紹興一模2020.11溫州一模2020.12上虞考前模擬第5頁(yè)，共30頁(yè)?？键c(diǎn)一動(dòng)能定理在多過(guò)程問(wèn)題中的應(yīng)用01第6頁(yè)，共30頁(yè)。1.運(yùn)用動(dòng)能定理解決多過(guò)程問(wèn)題，有兩種思路：(1)可分段應(yīng)用動(dòng)能定理求解；(2)全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理：所求解的問(wèn)題不涉及中間的速度時(shí)，全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理求解更簡(jiǎn)便.2.全過(guò)程列式時(shí)，涉及重力、彈簧彈力、大小恒定的阻力或摩擦力做功時(shí)，要注意它們的特點(diǎn).(1)重力、彈簧彈力做功取決于物體的初、末位置，與路徑無(wú)關(guān).(2)大小恒定的阻力或摩擦力做功的數(shù)值等于力的大小與路程的乘積.第7頁(yè)，共30頁(yè)。例

3、1(2016浙江10月選考20)如圖甲所示，游樂(lè)場(chǎng)的過(guò)山車可以底朝上在豎直圓軌道上運(yùn)行，可抽象為圖乙所示的模型.傾角為45的直軌道AB、半徑R10 m的光滑豎直圓軌道和傾角為37的直軌道EF，分別通過(guò)水平光滑銜接軌道BC、CE平滑連接，另有水平減速直軌道FG與EF平滑連接，EG間的水平距離l40 m.現(xiàn)有質(zhì)量m500 kg的過(guò)山車，從高h(yuǎn)40 m處的A點(diǎn)由靜止下滑，經(jīng)BCDCEF最終停在G點(diǎn).過(guò)山車與軌道AB、EF間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為10.2，與減速直軌道FG間的動(dòng)摩擦因數(shù)20.75.過(guò)山車可視為質(zhì)點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)中不脫離軌道，g取10 m/s2.求：第8頁(yè)，共30頁(yè)。(1)過(guò)山車運(yùn)動(dòng)至圓軌道最低點(diǎn)C時(shí)

4、的速度大小；(2)過(guò)山車運(yùn)動(dòng)至圓軌道最高點(diǎn)D時(shí)對(duì)軌道的作用力大??；由牛頓第三定律知，過(guò)山車在D點(diǎn)對(duì)軌道的作用力大小為7103 N第9頁(yè)，共30頁(yè)。(3)減速直軌道FG的長(zhǎng)度x.(已知sin 370.6，cos 370.8)全程應(yīng)用動(dòng)能定理解得x30 m.第10頁(yè)，共30頁(yè)。跟進(jìn)訓(xùn)練1.(動(dòng)能定理在多過(guò)程問(wèn)題中的應(yīng)用)(2020河南羅山縣高三一模)如圖2甲所示，一傾角為37，長(zhǎng)L3.75 m的斜面AB上端和一個(gè)豎直圓弧形光滑軌道BC相連，斜面與圓軌道相切于B處，C為圓弧軌道的最高點(diǎn).t0時(shí)刻有一質(zhì)量m1 kg的物塊沿斜面上滑，其在斜面上運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖乙所示.已知圓軌道的半徑R0.5 m.(取

5、g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：(1)物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；答案0.5第11頁(yè)，共30頁(yè)。解析由題圖乙可知物塊上滑時(shí)的加速度大小為a10 m/s2根據(jù)牛頓第二定律有：mgsin 37mgcos 37ma 由聯(lián)立解得0.5第12頁(yè)，共30頁(yè)。(2)物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力的大小FN；答案4 N解析設(shè)物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大小為vC，由動(dòng)能定理得：聯(lián)立解得：FN4 N 根據(jù)牛頓第三定律得：FNFN4 N 物塊在C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為4 N第13頁(yè)，共30頁(yè)。(3)試通過(guò)計(jì)算分析是否可能存在物塊以一定的初速度從A點(diǎn)滑上軌道，通過(guò)C點(diǎn)后恰好能落在A點(diǎn).如果能，請(qǐng)計(jì)算

6、出物塊從A點(diǎn)滑出的初速度大?。蝗绻荒苷?qǐng)說(shuō)明理由.答案見(jiàn)解析第14頁(yè)，共30頁(yè)。解析設(shè)物塊以初速度v1上滑，最后恰好落到A點(diǎn)物塊從C到A，做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向：Lcos 37Rsin 37vCt所以物塊能通過(guò)C點(diǎn)落到A點(diǎn)物塊從A到C，由動(dòng)能定理得：第15頁(yè)，共30頁(yè)。02考點(diǎn)二動(dòng)能定理在往復(fù)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中的應(yīng)用第16頁(yè)，共30頁(yè)。在有些問(wèn)題中物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程具有重復(fù)性、往返性，而在這一過(guò)程中，描述運(yùn)動(dòng)的物理量多數(shù)是變化的，而且重復(fù)的次數(shù)又往往是無(wú)限的或者難以確定.求解這類問(wèn)題時(shí)若運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式將非常繁瑣，甚至無(wú)法解出.由于動(dòng)能定理只涉及物體的初、末狀態(tài)而不涉及運(yùn)動(dòng)過(guò)程的細(xì)節(jié)，此類問(wèn)題多

7、涉及滑動(dòng)摩擦力或其他阻力做功，其做功的特點(diǎn)與路程有關(guān)，求路程對(duì)應(yīng)的是摩擦力做功，所以用動(dòng)能定理分析這類問(wèn)題可使解題過(guò)程簡(jiǎn)化.第17頁(yè)，共30頁(yè)。例2如圖3所示，豎直面內(nèi)有一粗糙斜面AB，BCD部分是一個(gè)光滑的圓弧面，C為圓弧的最低點(diǎn)，AB正好是圓弧在B點(diǎn)的切線，圓心O與A、D點(diǎn)在同一高度，37，圓弧面的半徑R3.6 m，一滑塊質(zhì)量m5 kg，與AB斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.45，將滑塊從A點(diǎn)由靜止釋放(sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2).求在此后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中：(1)滑塊在AB段上運(yùn)動(dòng)的總路程；圖3答案8 m第18頁(yè)，共30頁(yè)。解析由題意可知斜面AB與水平面的夾角為37，知

8、mgsin mgcos ，故滑塊最終不會(huì)停留在斜面上，由于滑塊在AB段受摩擦力作用，則滑塊做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的高度將越來(lái)越低，最終以B點(diǎn)為最高點(diǎn)在光滑的圓弧面上往復(fù)運(yùn)動(dòng).設(shè)滑塊在AB段上運(yùn)動(dòng)的總路程為s，滑塊在AB段上所受摩擦力大小FfFNmgcos ，從A點(diǎn)出發(fā)到最終以B點(diǎn)為最高點(diǎn)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，第19頁(yè)，共30頁(yè)。(2)在滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，C點(diǎn)受到的壓力的最大值和最小值.答案102 N70 N第20頁(yè)，共30頁(yè)。解析滑塊第一次過(guò)C點(diǎn)時(shí)，速度最大，設(shè)為v1，分析受力知此時(shí)滑塊所受軌道支持力最大，設(shè)為Fmax，解得Fmax102 N.滑塊以B為最高點(diǎn)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中過(guò)C點(diǎn)時(shí)，速度最小，設(shè)為v2，此時(shí)滑塊所

9、受軌道支持力最小，設(shè)為Fmin，從B到C的過(guò)程，第21頁(yè)，共30頁(yè)。解得Fmin70 N，根據(jù)牛頓第三定律可知C點(diǎn)受到的壓力最大值為102 N，最小值為70 N.第22頁(yè)，共30頁(yè)。跟進(jìn)訓(xùn)練2.(動(dòng)能定理在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用)(2020浙江高三開學(xué)考試)如圖4所示，有一圓弧形的槽ABC，槽底B放在水平地面上，槽的兩側(cè)A、C與光滑斜坡aa、bb分別相切，相切處a、b位于同一水平面內(nèi)，距水平地面高度為h.一質(zhì)量為m的小物塊從斜坡aa上距水平面ab的高度為2h處沿斜坡自由滑下，并自a處進(jìn)入槽內(nèi)，到達(dá)b處后沿斜坡bb向上滑行，到達(dá)的最高處距水平面ab的高度為h，若槽內(nèi)的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同，不考慮空氣阻力

10、，且重力加速度為g，則A.小物塊第一次從a處運(yùn)動(dòng)到b處的過(guò)程中克服摩擦力做功mghB.小物塊第一次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能等于2.5mghC.小物塊第二次運(yùn)動(dòng)到a處時(shí)速度為零D.經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，小物塊最終一定停在B處圖423第23頁(yè)，共30頁(yè)。解析在第一次運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小物塊克服摩擦力做功，根據(jù)動(dòng)能定理可知mghWf00，解得Wfmgh，故A正確；23第24頁(yè)，共30頁(yè)。由于在AC段，小物塊與軌道間有摩擦力，故小物塊在某一位置的速度大小要減小，故與軌道間的摩擦力減小，第二次在AC段運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦力做功比第一次要少，故第二次到達(dá)a(A)點(diǎn)時(shí)，有一定的速度，故C錯(cuò)誤；由于在AC段存在摩擦力，故小物塊可能

11、在B點(diǎn)兩側(cè)某一位置處于靜止?fàn)顟B(tài)，故D錯(cuò)誤.23第25頁(yè)，共30頁(yè)。3.(動(dòng)能定理在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用)(2018浙江11月選考20)如圖5所示，在地面上豎直固定了刻度尺和輕質(zhì)彈簧，彈簧原長(zhǎng)時(shí)上端與刻度尺上的A點(diǎn)等高.質(zhì)量m0.5 kg的籃球靜止在彈簧正上方，其底端距A點(diǎn)的高度h11.10 m，籃球靜止釋放，測(cè)得第一次撞擊彈簧時(shí)，彈簧的最大形變量x10.15 m，第一次反彈至最高點(diǎn)，籃球底端距A點(diǎn)的高度h20.873 m，籃球多次反彈后靜止在彈簧的上端，此時(shí)彈簧的形變量x20.01 m，彈性勢(shì)能為Ep0.025 J.若籃球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的空氣阻力大小恒定，忽略籃球與彈簧碰撞時(shí)的能量損失和籃球形變，彈簧形變?cè)趶椥韵薅确秶鷥?nèi)，g取10 m/s2.求：圖523第26頁(yè)，共30頁(yè)。(1)彈簧的勁度系數(shù)；23答案500 N/m解析由最后靜止的位置可知kx2mg，所以k500 N/m第27頁(yè)，共30頁(yè)。(2)籃球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的空氣阻力大??；答案0.5 N整個(gè)過(guò)程動(dòng)能變化為0，重力做功mghmg(h1h2)1.135 J空氣阻力恒定，作用距離為L(zhǎng)h1h22x12.273 m解得Ff0.5 N23第28頁(yè)，共30頁(yè)。(3)籃球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)的路程；答案11.05 m整個(gè)過(guò)程動(dòng)能變化為0，重力做功Wmghmg(h1x2)5.55 J彈力做功W彈Ep0.025 J則空氣阻力做功