2027届高三物理一轮复习课件：第六章　第二十八课时　专题强化：动能定理在多过程问题中的应用_含解析

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专题强化：动能定理在多过程问题中的应用
1.会用动能定理解决多过程、多阶段的问题。2.掌握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
考点二　动能定理在往复运动问题中的应用
动能定理在多过程问题中的应用
1.应用动能定理解决多过程问题的两种思路(1)分阶段应用动能定理①若题目需要求某一中间物理量，应分阶段应用动能定理。②物体在多个运动过程中，受到的弹力、摩擦力等力若发生了变化，力在各个过程中做功情况也不同，不宜全过程应用动能定理，可以研究其中一个或几个分过程，结合动能定理，各个击破。(2)全过程(多个过程)应用动能定理当物体运动过程包含几个不同的物理过程，又不需要研究过程的中间状态时，可以把几个运动过程看作一个整体，巧妙运用动能定理来研究，从而避开每个运动过程的具体细节，大大减少运算。
2.全过程列式时要注意(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做功的数值等于力的大小与路程的乘积。
(2)B和D两点的高度差；
(3)小物块在A点的初速度大小。
(2025·湖北黄冈市检测)如图所示，一质量m=0.1 kg的小物块置于一长度L1=1 m的斜面AB的顶端，AB与一半径R=0.5 m的光滑圆弧轨道CD平滑连接。CD的中点是其最低点。CD对应的圆心角θ=74°，CD与足够长的斜面EF平滑连接。物块与AB、EF间的动摩擦因数均为μ1=0.5。已知sin 37°=0.6，cs 37°=0.8，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力。(物块在连接处均没有能量损失)(1)求物块滑到B点时的速度大小v；
(2)求物块第二次通过圆弧最低点时所受支持力的大小FN；
多过程问题的分析方法1.将“多过程”拆分为许多“子过程”，各“子过程”间由“衔接点”连接。2.对各“子过程”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。
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，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使解题过程简化。
如图为某游戏装置的示意图，CD、DE均为四分之一光滑圆管，E为圆管DEG的最高点，圆轨道半径均为R=0.6 m，圆管内径远小于R，各圆管轨道与直轨道相接处均相切，GH是与水平面成θ=37°的斜面，底端H处有一弹性挡板，O1、D、O2、H在同一水平面内。一质量为0.01 kg的小物体可视作质点，小物体从C点所在水平面以速度v0开始运动，通过圆管最高点E后，最后停在斜面GH上，小物体和GH之间的动摩擦因数μ=0.625，其余轨道均光滑，已知sin 37°=0.6，cs 37°=0.8，g取10 m/s2，求：(1)小物体的速度v0满足什么条件？
答案　H处　1.8 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=-Ffs求解，其中s为物体相对滑动的总路程。
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3.(多选)在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速直线运动，当速度达到vmax后，立即关闭发动机直至静止，v-t图像如图所示。设汽车的牵引力为F，受到的摩擦力为Ff，全程中牵引力做功为W1，克服摩擦力做功为W2，则A.F∶Ff=1∶3B.W1∶W2=1∶1C.F∶Ff=4∶1D.W1∶W2=1∶3
4.(多选)(2025·辽宁省重点中学协作体期中)在哈尔滨冰雪大世界，游客们不可或缺的体验项目之一便是“冰雪大滑梯”。其简化模型如图所示。冰滑梯轨道AB固定在地面上，表面摩擦忽略不计，游客乘坐雪圈从高h处由静止开始下滑，并通过长度为L1=10 m的水平雪面BC，最终进入长度为L2=15 m的铺有地垫的缓冲区CD。已知雪圈与雪面BC和缓冲区CD间的动摩擦因数分别为μ1=0.1、μ2=0.5，游客与雪圈可视为质点，不计空气阻力和通过B点时的机械能损失。为了确保游客下滑后能够停在缓冲区内，h的取值可能为A.3 mB.6 mC.9 mD.12 m
5.(2026·四川广安市检测)如图所示，轨道DAPE竖直固定在水平地面上，它由水平轨道AD、圆弧轨道AP及圆弧轨道PE平滑连接组成；其中AD段粗糙、长为s=1.5 m。圆弧APE段光滑，半径R=0.30 m；现将一质量m=0.5 kg的小滑块挂在长为L=0.4 m的轻质摆线的一端，然后将摆线另一端固定在D点正上方0.4 m处的O点。OD之间有一固定光滑小钉子B，BD间距为r=0.1 m。某时刻，小滑块从图中与O等高的、距离O点0.4 m的C位置获得竖直向下的初速度v0，当小滑块摆至最低点时，摆线与OD之间的钉子B相撞，摆线恰好被拉断；此后，小滑块在DA段向右做匀变速运动，然后进入APE圆轨道区域。若已知摆线可承受的最大拉力为105 N，小滑块可视为质点，g取10 m/s2，则：
(1)若小滑块沿轨道能到达E点，求它在P点的速度范围；
(2)求小滑块在C位置时，摆线对它的拉力大小FT0；
(3)若小滑块能到达圆弧轨道，且始终未脱离轨道DAPE，求小滑块与DA间的动摩擦因数μ需要满足的条件。
(1)求该运动员在圆弧形滑道AB上下滑至B点时对圆弧形滑道的压力；
答案　1 800 N，方向垂直于BC向下　
(2)该运动员为了第一次经过D处后有2 s时间做空中表演，求他在A点下滑的初速度大小；
(3)在(2)问的初始条件下，运动员在滑道上来回运动，最终停的位置距离B点多远？
(1)物块第一次经过圆弧上的B点时，对轨道的压力大小；
(2)物块释放点距离C点的高度；