粤教版物理必修第二册22第四章素养培优课(三)动能定理、机械能守恒定律及功能关系的应用.pdf

素养培优课(三)动能定理、机械能守恒定

律及功能关系的应用

1．会利用动能定理分析多过程问题，能够建立求解“多过程

运动问题”的模型，提高逻辑推理和综合分析问题的能力．

2．能在问题情境中根据机械能守恒的条件，判断机械能守

培优目标恒，获得结论．

3．能正确选择机械能守恒定律或动能定理解决实际问题．

4．理解力做功与能量转化的关系，能运用功能关系解决问

题．

考点1利用动能定理分析多过程问题

一个物体的运动如果包含多个运动阶段，可以选择分段或全程应用动能定理．

1．分段应用动能定理时，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，然后针对每个子过程应用动能定理列式，然

后联立求解．

2．全程应用动能定理时，分析整个过程中出现过的各力的做功情况，分析每个

力做的功，确定整个过程中合外力做的总功，然后确定整个过程的初、末动能，

针对整个过程利用动能定理列式求解．

当题目不涉及中间量时，选择全程应用动能定理更简单，更方便．

【典例1】如图所示，MNP为竖直面内一固定轨道，其圆弧段MN与水平段

NP相切于N，P端固定一竖直挡板．M相对于N的高度为h，NP长度为s．一

物块从M端由静止开始沿轨道下滑，与挡板发生一次完全弹性碰撞(碰撞后物块

速度大小不变，方向相反)后停止在水平轨道上某处．若在MN段的摩擦可忽略

不计，物块与NP段轨道间的动摩擦因数为μ，求物块停止的地方距N点的距离

的可能值．

思路点拨：物块初始状态、末状态动能都为零，整个运动过程中外力做功的代

1/19

数和为零，物块运动过程中仅重力和摩擦力做功．摩擦力做功与路径有关，由

此确定物块停止的位置．

[解析]物块的质量记为m，在水平轨道上滑行的总路程记为s′，则物块从开始

下滑到停止在水平轨道上的过程中，由动能定理得mgh－μmgs′＝0，解得s′＝

第一种可能：物块与挡板碰撞后，在回到N前停止，则物块停止的位置距N点

的距离为d＝2s－s′＝2s－．

第二种可能：物块与挡板碰撞后，可再一次滑上圆弧轨道，然后滑下，在水平

轨道上停止运动，则物块停止的位置距N点的距离为d＝s′－2s＝－2s．

所以物块停止的位置距N点的距离可能为2s－或－2s．

[答案]物块停止的位置距N点的距离可能为2s－或－2s

动能定理在多过程中的应用技巧

(1)当物体运动过程中涉及多个力做功时，各力对应的位移可能不相同，计算各

力做功时，应注意各力对应的位移．计算总功时，应计算整个过程中出现过的

各力做功的代数和．

(2)研究初、末动能时，只需关注初、末状态，不必关心中间运动