2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案：動(dòng)能定理在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用

動(dòng)能定理在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用課標(biāo)要求

理解動(dòng)能和動(dòng)能定理。能用動(dòng)能定理解釋生產(chǎn)生活中現(xiàn)象。知識(shí)背景

1.動(dòng)能定理內(nèi)容：

表達(dá)式：

適用范圍：

2.動(dòng)能定理在單向多過(guò)程中的應(yīng)用

解題思路：分階段應(yīng)用動(dòng)能定理；全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理

3.往復(fù)運(yùn)動(dòng)：即物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程具有重復(fù)性、往返性，而在這一過(guò)程中，描述運(yùn)動(dòng)的有關(guān)物理量多數(shù)是變化的，而往復(fù)的次數(shù)有的可能是有限的，而有的可能最終達(dá)到某一穩(wěn)定情境下的無(wú)限往復(fù)運(yùn)動(dòng)。學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.熟練掌握動(dòng)能定理；

2.掌握動(dòng)能定理在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用。學(xué)習(xí)任務(wù)創(chuàng)設(shè)情境：為迎接“雙十一”，提升快遞包裹運(yùn)輸效率，現(xiàn)有一研發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了如圖所示的運(yùn)輸系統(tǒng)：運(yùn)輸軌道傾角θ，貨箱質(zhì)量為M，與軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，貨箱在軌道頂端時(shí)，自動(dòng)裝貨裝置將質(zhì)量為m的貨物裝入箱中，之后集貨箱載著貨物沿軌道無(wú)初速度滑下（貨物與箱之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)），當(dāng)輕彈簧被壓縮至最短時(shí)（彈簧始終在彈性限度內(nèi)），自動(dòng)卸貨裝置立刻將貨物卸下，然后貨箱被彈回到軌道頂端，再重復(fù)上述過(guò)程。問(wèn)題探究：受力分析任務(wù)一：

1.若貨物與貨箱在運(yùn)輸過(guò)程中沿斜面下滑s時(shí)接觸彈簧，彈簧的最大形變量為x，請(qǐng)從以下兩個(gè)角度列出動(dòng)能定理的表達(dá)式：受力分析①角度一：分階段應(yīng)用動(dòng)能定理：②角度二：全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理：任務(wù)二：

2.若貨物與貨箱在運(yùn)輸過(guò)程中沿斜面下滑s時(shí)接觸彈簧，彈簧的最大形變量為x，且貨箱被彈回到軌道頂端時(shí)的速度為v，請(qǐng)從以下兩個(gè)角度列出動(dòng)能定理的表達(dá)式：①角度一：分階段應(yīng)用動(dòng)能定理：②角度二：全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理：任務(wù)三：3.若貨物與貨箱在運(yùn)輸過(guò)程中沿斜面下滑s時(shí)接觸彈簧，彈簧的最大形變量為x，且貨箱被彈回到軌道頂端時(shí)的速度為v，貨箱將貨物運(yùn)送至完成并回到原位置視為一次完整的過(guò)程：①請(qǐng)針對(duì)這一過(guò)程列出動(dòng)能定理的表達(dá)式：

②若貨箱恰能回到軌道頂端，則上述表達(dá)式變?yōu)椋核伎迹哼@一過(guò)程中能量是如何變化的？ 任務(wù)四：總結(jié)如何利用動(dòng)能定理處理往復(fù)運(yùn)動(dòng)：

五、拓展應(yīng)用

1.如圖甲所示，在水平面上固定一傾角θ=37°、底端帶有擋板的足夠長(zhǎng)的斜面，斜面體底端靜止一質(zhì)量m=1kg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），從某時(shí)刻起，物塊受到一個(gè)沿斜面向上的拉力F作用，拉力F隨物塊從初始位置第一次沿斜面向上的位移變化的關(guān)系如圖乙所示，隨后不再施加外力作用，物塊與固定擋板碰撞前后速率不變，不計(jì)空氣阻力，已知物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，求：物塊沿斜面上滑的最大位移的大??；物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的總路程。受力分析受力分析思考：若將μ＝0.5變?yōu)棣蹋?.8，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？六、總結(jié)提升七、課后練習(xí)

1.如圖所示，質(zhì)量m＝0.1kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從距地面高H＝5m處由靜止開始自由下落，到達(dá)地面恰能沿凹陷于地面的半圓形槽的右端切入，半圓形槽半徑R＝0.4m。小球到達(dá)槽最低點(diǎn)時(shí)速率為10m/s，并繼續(xù)沿槽壁運(yùn)動(dòng)直到從槽左端邊緣豎直向上飛出……，如此反復(fù)，設(shè)小球在槽壁運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力大小恒定不變，不計(jì)空氣阻力及小球與槽壁口接觸時(shí)的能量損失（取g＝10m/s2）。求：（1）小球第一次飛離槽后上升的高度H1;

（2）小球最多能飛出槽外的次數(shù)。2.如圖所示，“蝴蝶”型軌道放置在水平面上，該軌道由同一豎直面內(nèi)四個(gè)光滑半圓形軌道BCD、DEF、GHJ、JCK和粗糙的水平直軌道FG組成，軌道DEF、GHJ的半徑均為r＝1m，H、E兩點(diǎn)與小圓弧圓心等高，軌道BCD、JCK半徑均為2r，B、K兩端與水平地面相切。現(xiàn)將質(zhì)量m＝1kg的小滑塊從光滑水平地面上A點(diǎn)以不同初速度發(fā)射出去，小滑塊沿軌道上滑。已知小滑塊與軌道FG的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，其他阻力均不計(jì)，小滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度取g＝10m/s2。

（1）若小滑塊恰能沿軌道從A點(diǎn)運(yùn)