2025届高三物理一轮复习精品课件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

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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。
考点二　动能定理在往复运动问题中的应用
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。
(2)B和D两点的高度差；
小物块从C到D的过程中，根据动能定理有
(3)小物块在A点的初速度大小。
解析　小物块从A到B的过程中，根据动能定理有
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。　　
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＝1 kg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＝10 N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6 N，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＝0.8 m，OB＝0.2 m，重力加速度取g＝10 m/s2。求小物块：
(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；(3)向左运动的过程中弹簧的最大压缩量。
答案　(1)0.4　(2)1.26 m/s　(3)0.9 m
解析　(1)小物块速度达到最大时，加速度为零，则F－μmg－F弹＝0解得μ＝0.4。(2)设向右运动通过O点时的速度为v0，从O→B，由动能定理得
(3)设弹簧最大压缩量为xmax，对小物块运动的全过程，根据动能定理得FsOA－f(2xmax＋sOB)＝0代入数值得xmax＝0.9 m。
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。
(1)整个过程中弹簧具有的最大弹性势能；解析　滑块第一次到D点具有的弹性势能最大，从A至D的过程，根据动能定理可得mg(R－LCDsin 30°)－μmgsBC＋W弹＝0解得W弹＝－1.4 J则Ep弹＝－W弹＝1.4 J。答案　1.4 J　
(2)滑块最终停在距B点多远的位置？解析　由于斜面光滑，滑块到达D点后又向下运动，经过多次在圆弧轨道与斜面之间来回运动，最终滑块停在水平轨道BC上，设整个过程滑块在BC上的路程为s，整个过程根据动能定理可得
mgR－μmgs＝0解得s＝2.25 m由6×0.4 m－2.25 m＝0.15 m，可知滑块最终停在距离B点0.15 m处。答案　0.15 m
(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Wf＝－fs求解，其中s为物体相对滑行的总路程。　　
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s0处以初速度v0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(　　)
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(k