第5章 第2讲 第2课时 应用动能定理解决多过程问题（课件PPT）-【新高考方案】2024高考物理一轮复习（江苏专版）

第2课时 应用动能定理解决多过程问题 开始 1 01 02 03 类型(一)　多过程直线运动问题 类型(二)　多过程曲线运动问题 类型(三)　多过程往复运动问题 2 第2课时　应用动能定理解决多过程问题 类型(一)　多过程直线运动问题 [典例]　(2021·全国乙卷)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。重力加速度大小取g＝10 m/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。 [答案]　(1)4.5 J　(2)9 N [规律方法] 应用动能定理解决多过程问题的流程 [针对训练] 如图所示，小物块从倾角为θ的倾斜轨道上A点由静止释放滑下，最终停在水平轨道上的B点，小物块与水平轨道、倾斜轨道之间的动摩擦因数均相同，A、B两点的连线与水平方向的夹角为α，不计物块在轨道转折时的机械能损失，则动摩擦因数为 (　 ) A．tan θ B．tan α C．tan(θ＋α) D．tan(θ－α) 答案：B　 类型(二)　多过程曲线运动问题 [典例]　(2023·南京高三调研)某游戏装置如图所示，由弹丸发射器、固定在水平地面上倾角为37°的斜面以及放置在水平地面上的光滑半圆形挡板墙构成。游戏者调节发射器，使弹丸(可视为质点)每次从A点水平发射后都能恰好无碰撞地进入到斜面顶端B点，继续沿斜面中线下滑至底端C点，再沿粗糙水平地面滑至D点切入半圆形挡板墙。已知弹丸质量m＝0.2 kg，弹丸与斜面间的摩擦力F1＝0.3mg，弹丸与水平地面间的摩擦力F2＝0.6mg，弹丸发射器距水平地面高度H＝1.35 m，斜面高度h＝0.9 m，半圆形挡板墙半径R＝0.5 m，不考虑在C处碰撞地面时的能量损失，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，π≈3.14，求： (1)弹丸从发射器A点发射时的初速度大小； (2)向左平移半圆形挡板墙，使C、D两点重合，推导弹丸受到挡板墙的侧压力F与弹丸在挡板墙上转过圆弧所对圆心角θ之间的函数关系式； (3)左右平移半圆形挡板墙，改变C、D两点间的长度，要使弹丸最后停止位置不在半圆形挡板墙区域，问CD的长度x应满足什么条件。 [答案]　(1)4 m/s　(2)F＝13.6－2.4θ(N)　(3)x＜1.26 m或x＞2.83 m [规律方法] 应用动能定理解决多过程问题的四点提醒 (1)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系。 (2)应用动能定理的关键在于对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析，并画出运动过程的草图，借助草图理解物理过程之间的关系。 (3)当物体的运动包含多个不同过程时，可分段应用动能定理求解；当所求解的问题不涉及中间的速度时，也可以全过程应用动能定理求解，这样更简便。 (4)列动能定理方程时，必须明确各力做功的正、负，确实难以判断的先假定为正功，最后根据结果加以检验。　　 [针对训练] (2023·永州高三模拟)跳台滑雪是最具观赏性的项目之一， 如图所示，跳台滑雪赛道由跳台、助滑道(可视为圆心为O 的圆轨道)和着陆坡三部分组成，其中助滑道半径OA与 竖直线OB夹角为60°。若比赛中，质量m＝60 kg的运动员从跳台A点以初速度v0＝2 m/s滑下，到达B点后水平飞出，落在着陆坡上的P点。已知A、B间高度h＝30 m，B、P间距离s＝75 m，着陆坡倾角α＝37°，运动员受到的空气阻力不计，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6。以下正确的是 (　 ) A．运动员从B点运动到P点的时间为2 s B．运动员到达B点时对助滑道的压力为1 000 N C．运动员在AB段运动过程中克服阻力所做的功为6 100 J D．运动员在AB段运动过程中克服阻力所做的功为6 150 J 答案：B　 类型(三)　多过程往复运动问题 [典例]　如图甲所示，在水平面上固定一倾角θ＝37°、底端带有挡板的足够长的斜面，斜面体底端静止一质量m＝1 kg的物块(可视为质点)，从某时刻起，物块受到一个沿斜面向上的拉力F作用，拉力F随物块从初始位置第一次沿斜面向上的位移x变化的关系如图乙所示，随后不再施加外力作用，物块与固定挡板碰撞前后速率不变，不计空气阻力，已知物块与斜面之间的动摩擦因数μ＝0.5，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2，求： (1)