第四章　专题强化　动能定理的应用(二)（课件 学案 练习，3份打包） 教科版（2019）必修 第二册

专题强化　动能定理的应用(二) ［学习目标］　1.能够灵活应用动能定理解决多过程问题(重点)。2.能够应用动能定理解决往复运动问题(重点)。3.能够应用动能定理分析平抛运动、圆周运动(难点)。 一、应用动能定理解决多过程问题 一个物体的运动如果包含多个运动阶段，既可以将复杂的过程分割成一个个子过程，对每个子过程的做功情况和初、末动能进行分析，然后应用动能定理列式联立求解，也可以全过程应用动能定理，这样不涉及中间量，解决问题会更简单方便。 选择全过程应用动能定理时，要注意有些力不是全过程都作用的，必须根据不同的情况区别处理，弄清楚物体所受的力在哪段位移上做功，做正功还是负功，正确写出总功。 例1　如图所示，一质量为2 kg的铅球从地面2 m高处自由下落，陷入沙坑2 cm深处，求：沙子对铅球的平均阻力大小(重力加速度g=10 m/s2)。 _____ 二、应用动能定理解决往复运动问题 1.物体做往复运动时，如果用运动学、动力学观点去分析运动过程，会十分繁琐，甚至无法确定往复运动的具体过程和终态。这时就体现出动能定理的优势了。由于动能定理解题的优越性，求解多过程往复运动问题时，一般应用动能定理。 2.在有摩擦力做功的往复运动过程中，注意两种力做功的区别： (1)重力做功只与初、末位置有关，而与路径无关； (2)滑动摩擦力做功与路径有关，克服摩擦力做的功W克f=fs(s为路程)。 例2　(2023·成都市高一期中)如图甲所示，“滑草”是最近几年比较流行的运动项目，为保证安全，现在有的滑草场修建成如图乙模型所示。光滑固定斜面AB的倾角θ=53°，BC为水平面，BC长度l=1.2 m，CD为光滑的四分之一圆弧，半径R=0.6 m。一个质量m=2 kg的物体，从斜面上A点由静止开始下滑，物体与水平面BC间的动摩擦因数μ=0.2，轨道在B、C两点平滑连接。当物体到达D点时，继续竖直向上运动，最高点距离D点的高度h=0.2 m，不计空气阻力，sin 53°=0.8，cos 53°=0.6，g取10 m/s2。求： (1)物体运动到C点时的速度大小vC； (2)A点距离水平面的高度H； (3)物体最终停止的位置到C点的距离s。 _____ 三、动能定理在平抛、圆周运动中的应用 动能定理常与平抛运动、圆周运动相结合，解决这类问题要特别注意： (1)与平抛运动相结合时，要注意应用运动的合成与分解的方法，如分解位移或分解速度求平抛运动的有关物理量。 (2)与竖直平面内的圆周运动相结合时，应特别注意隐藏的临界条件： ①可提供支撑效果的竖直平面内的圆周运动，物体能通过最高点的临界条件为vmin=0。 ②不可提供支撑效果的竖直平面内的圆周运动，物体能通过最高点的临界条件为只有重力提供向心力，mg=，vmin=。 例3　如图所示，一长L=0.45 m、不可伸长的轻绳上端悬挂于M点，下端系一质量m=1.0 kg的小球，CDE是一竖直固定的圆弧形轨道，半径R=0.50 m，OC与竖直方向的夹角θ=60°，现将小球拉到A点(保持绳绷直且水平)由静止释放，当它经过B点时绳恰好被拉断，小球平抛后，从圆弧形轨道的C点沿切线方向进入轨道，刚好能到达圆弧形轨道的最高点E，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力，求： (1)小球到B点时的速度大小； (2)轻绳所受的最大拉力大小； (3)小球在圆弧形轨道上运动时克服阻力做的功。 _____ _____ 答案精析 例1　2 020 N 解析　方法一：分段应用动能定理求解 铅球自由下落到沙面时的速度记为v，由动能定理得mgH=mv2-0 铅球在沙中受到的平均阻力大小记为f 由动能定理得mgh-fh=0-mv2 联立以上两式得f=mg=2 020 N。 方法二：全过程应用动能定理求解 从铅球开始下落到铅球陷入沙坑的整个过程中，由动能定理可得mg(H+h)-fh=0-0，代入数据解得f=2 020 N。 例2　(1)4 m/s　(2)1.04 m　(3)0.8 m 解析　(1)从C到D点上方最高点的过程由动能定理得-mg(R+h)=0-m，解得v ... ...