热点突破-动能定理在多过程中的应用.ppt

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1、热点突破： 动能定理在多过程中 的应用,1.热点透析,2.典例剖析,3.规律方法,4.跟踪训练,5.真题演练,第五章 机械能及其守恒定律,一、热点透析,1.热点透析,能优先考虑应用动能定理解答的问题,(1)物理过程中不涉及加速度、时间的问题； (2)有多个物理过程且不需要研究整个过程中的中间状态的问题; (3)曲线运动问题，或者变力做功的问题； (4)含有F、l、m、v、w、Ek等物理量的力学问题.,1应用动能定理解题应抓好“两状态，一过程”,“两状态”即明确研究对象的始、末状态的速度或动能情况。 “一过程”即明确研究过程，确定这一过程研究对象的受力情况和位置变化或位移信息。,确定研究对象和研

2、究过程,几个力？恒力还是变力？,运动性质及特点,运动分析,受力分析,是否做功? 正功 还是负功?,明确初、末动能,做功 情况,动能 分析,动能 定理,分阶段 或 全过程列方程,解方程 讨论 结果,牛顿运动定律,运动规律,2应用动能定理的解题步骤,二、典例剖析,2. 典例剖析,审题 析疑,1.小球由P到A过程中,遵从平抛运动规律及动能定理.,2.小球从A经B到C过程, 遵从动能定理及圆周运动规律.,【例2】(2016甘肃张掖二模)如图,一个质量为0.6 kg的小球以某一初速度从P点水平抛出,恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力,进入圆弧时无机械能损失)。已知圆弧的半径R0.

3、3 m,60,小球到达A点时的速度vA4 m/s。g取10 m/s2，求： (1)小球做平抛运动的初速度v0； (2)P点与A点的高度差； (3)小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力。,审题中要注意区分不同过程的受力情况及运动规律.,转 解析,vA,转 原题,【扩展延伸】 (1)在【例2】中，求小球经过最低点B时对轨道的压力大小。 (2)在【例2】中，若圆弧轨道粗糙，小球恰好能够经过最高点C，求此过程小球克服摩擦力所做的功。,显隐解析,【备选】 如图示,一根直杆由粗细相同的两段构成,其中AB段为长x15 m的粗糙杆,BC段为长x21 m的光滑杆.将杆与水平面成53角固定在一块弹性挡板上,在杆上套

4、一质量m0.5 kg、孔径略大于杆直径的圆环.开始时,圆环静止在杆底端A.现用沿杆向上的恒力F拉圆环,当圆环运动到B点时撤去F，圆环刚好能到达顶端C，然后再沿杆下滑.已知圆环与AB段的动摩擦因数0.1,g10 m/s2，sin 530.8,cos 530.6.试求: (1)拉力F的大小； (2)拉力F作用的时间； (3)若不计圆环与挡板碰撞时的机械能 损失，从圆环开始运动到最终静止的 过程中在粗糙杆上所通过的总路程,审题 析疑,1.圆环从A到C过程中，可根据动能定理求恒力F.,2.圆环从A到B过程, 由牛顿第二定律加速度运动学公式时间.,转 解析,3.圆环开始运动到最终静止全过程运用动能定理求

5、总路程.,审题中要注意区分不同过程的受力及运动.,转 原题,三、规律方法,3.规律方法,(1)运用动能定理解决问题时，选择合适的研究过程能使问题得以简化；当物体的运动过程包含几个运动性质不同的子过程时，可以选择一个、几个或全部子过程作为研究过程 (2)当选择全部子过程作为研究过程，涉及重力、大小恒定的阻力或摩擦力做功时，要注意运用它们的功能特点：重力的功取决于物体的初、末位置，与路径无关；大小恒定的阻力或摩擦力的功等于力的大小与路程的乘积,(1)分段分析物体的受力情况和运动情况，根据平抛运动模型和圆周运动模型的特点建立方程； (2)抓住圆周运动和平抛运动衔接处相同的物理量，建立两模型间的联系；

6、 (3)为提高解题效率，应把握机械能守恒定律和动能定理的区别和联系，结合模型特点，以便快速地选用规律，列出方程。,转 解析,【变式训练2】(2015浙江理综，23)如图示，用一块长L11.0 m的木板在墙和桌面间架设斜面，桌子高H0.8 m，长L21.5 m。斜面与水平桌面的倾角可在060间调节后固定。将质量m0.2 kg的小物块从斜面顶端静止释放，物块与斜面间的动摩擦因数10.05，物块与桌面间的动摩擦因数为2，忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失(重力加速度取g10 m/s2；最大静摩擦力等于滑动摩擦力) (1)求角增大到多少时，物块能从斜面开始下滑；(用正切值表示) (2)当角增大到37

7、时，物块恰能停在桌面边缘，求物块与桌面间的动摩擦因数2；(已知sin 370.6，cos 370.8) (3)继续增大角，发现53时物块落地点与墙面的距离最大，求此最大距离xm。,转 原题,四、跟踪训练,4.跟踪训练,转 解析,转 原题,(2)设物体沿斜坡向上运动的最大距离为xm， 由运动学规律可得：v2axm 设物体返回底端时的动能为Ek， 由动能定理有：mgsin 30 xmFf xmEk0 联立式并代入数据可得Ek80 J 答案(1)6 m/s2(2)80 J,x,Mg,Ff,FN,xm,【训练】在赛车场上，为了安全起见，车道外围都固定上废旧轮胎作为围栏，当车碰撞围栏时起缓冲器作用。为了

8、检验废旧轮胎的缓冲效果,在一次模拟实验中用弹簧来代替废旧轮胎,实验情景如图示,水平放置的轻弹簧左侧固定于墙上,处于自然状态,开始赛车在A处且处于静止状态,距弹簧自由端的距离为L11 m。当赛车启动时,产生水平向左的恒为F24 N的牵引力使赛车向左匀加速前进,当赛车接触弹簧的瞬间立即关闭发动机,赛车继续压缩弹簧,最后被弹回到B处停下。已知赛车的质量为m2 kg,A、B之间的距离为L23 m,赛车被弹回的过程中离开弹簧时的速度大小为v4 m/s,水平向右。g取10 m/s2。求： (1)赛车和地面间的动摩擦因数； (2)弹簧被压缩的最大距离。,解析显隐,五、真题演练,5.真题演练,【真题】 (20

9、13海南卷B)一质量m0.6 kg的物体以v020 m/s的初速度从倾角为30的斜坡底端沿斜坡向上运动.当物体向上滑到某一位置时，其动能减少了Ek18 J，机械能减少了E3 J，不计空气阻力，重力加速度g10 m/s2，求： (1)物体向上运动时加速度的大小； (2)物体返回斜坡底端时的动能,审题设疑,1.此条件表明物体做了什么样的运动？受力情况如何？,2. 物体动能减少18J，说明了此过程中什么力做了功？机械能减少3J，又说明什么力对物体做了功或者转化成了什么能？,转解析,物体的完整运动过程怎样？,3. 此上升过程中，物体遵从哪些物理规律？怎样列出这些方程式？,mg,FN,Ff,转原题,【真

10、题】(2012江苏单科，14)某缓冲装置的理想模型如图所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f.轻杆向右移动不超过l时，装置可安全工作一质量为m的小车若以速度v0撞击弹簧，将导致轻杆向右移动l/4轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦 (1)若弹簧的劲度系数为k，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x； (2)求为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度vm； (3)讨论在装置安全工作时，该小车弹回速度v和撞击速度v的关系,审题导析 1.此时弹簧弹力等于滑动摩擦力. 2.对比两次撞击过程，小车的受力、运动、做功有哪些相同之处，哪些不同之处，遵从什么规律？,转 解析,转 原题,