2023届高三物理二轮复习学案：第一讲功和能第二课时动能定理的应用

（2023届高三二轮学案）专题二 能量与动量 第一讲 功和能 第二课时 动能定理的应用 情景新颖、过程复杂、知识综合性强等是本考点高考命题的典型特点，考生失分的原因不是不会做，而是不会“分步”做，这个“分步”就是按照一定流程认真做好运动分析和过程分析，再根据动能定理结合其他力学规律列出方程，进而分步解决问题。建议对本考点重点攻坚。 (一)深化对动能定理的理解 1．动能定理既适用于恒力做功、直线运动、单过程问题，也适用于变力做功、曲线运动、多过程问题。 2．动能定理不涉及势能，解决的是合力做功与动能变化的问题，各力做功的情况都要进行分析。 3．在接触面粗糙的情况下，机械能往往是不守恒的，可应用动能定理解题。 4．注意图像及其“面积”的含义。 5．应用动能定理求解多过程问题时，联系两个过程的关键物理量是速度。 (二)掌握应用动能定理解题的思维流程 典型例题 （考查应用动能定理解决变力做功问题） 例1.如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力．已知AP＝2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中 (　 　) A．重力做功2mgR B．机械能减少mgR C．合外力做功mgR D．克服摩擦力做功mgR （考查应用动能定理解决曲线运动问题） 例2.用长为l、不可伸长的细线把质量为m的小球悬挂于O点，将小球拉至悬线偏离竖直方向α角后放手，运动t时间后停在最低点。则在时间t内(　 　) A．小球重力做功为mgl(1－cosα) B．空气阻力做功为－mglcosα C．小球所受合力做功为mglsinα D．细线拉力做功的功率为 （考查应用动能定理解决多过程问题） 例3.如图所示是某种制作糖炒栗子的装置。炒锅的纵截面与半径R＝1.6 m的光滑半圆轨道位于同一竖直面内，炒锅的纵截面可看作是由长度L＝2.5 m的斜面AB、CD和一小段光滑圆弧BC平滑对接组成的。假设一栗子从水平地面上以水平初速度v0射入半圆轨道，并恰好能从轨道最高点P水平飞出，又恰好从A点沿斜面AB进入炒锅，在斜面CD上可运动到的最高点为E点(图中未画出)。已知AB、CD两斜面的倾角θ均为37°，栗子与AB、CD两斜面之间的动摩擦因数μ均为，栗子在锅内的运动始终在图示的纵截面内，整个过程栗子质量不变，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：(1)栗子的初速度大小v0及A点离地面的高度h；(2)C、E两点的距离x。 巩固练习 1.质量为m的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图4所示，运动过程中小球受到空气阻力的作用．设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg，在此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰好能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功是 (　 　) A.mgR B.mgR C.mgR D．mgR 2.如图所示，光滑水平平台上有一个质量为m的物块，站在地面上的人用跨过定 滑轮的绳子向右拉动物块，不计绳和滑轮的质量及滑轮的摩擦，且平台边缘离手 作用点竖直高度始终为h.当人以速度v从平台的边缘处向右匀速前进位移x时， 则 (　 　) A．在该过程中，物块的运动可能是匀速的 B．在该过程中，人对物块做的功为 C．在该过程中，人对物块做的功为mv2 D．人前进x时，物块的运动速率为 3.(多选)在新疆旅游时，最刺激的莫过于滑沙运动．某人坐在滑沙板上从沙坡斜 面的顶端由静止沿直线下滑到斜面底端时，速度为2v0，设人下滑时所受阻力恒 定不变，沙坡长度为L，斜面倾角为α，人的质量为m，滑沙板质量不计，重力 加速度为g.则 (　 　) A．若人在斜面顶端被其他人推了一把，沿斜面以v0的初速度下滑，则人到达斜面底端时的速度大小为3v0 B．若人在斜面顶端被其他人推了一把，沿斜面以v0的初速度下滑，则人到达斜面底端时的速度大小为v0 C．人沿沙坡下滑时所受阻力Ff＝mgsinα－2mv D．人在下滑过程中重力功率的最大值为2mgv0 4.一篮球质量为m＝0.60 kg，一运动员使其从距地面高度为h1＝1.8 m处由静止自由落下，反弹高度为h2＝1.2 m。若使篮球从距地面h3＝1.5 m的高度由静止下落，并在开始下落的同时向下拍球，球落地后反弹的高度也为1.5 m。假设运动员拍球时对球的作用力为恒力，作用时间为t＝0.20 s；该篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变。重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求： (1)运动员拍球过程中对篮球所做的功； (2)运动员拍球时对篮球的作用力的大小。 1