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备考2024届高考物理一轮复习讲义第六章机械能专题九动能定理的综合应用题型2往复运动问题
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这是一份备考2024届高考物理一轮复习讲义第六章机械能专题九动能定理的综合应用题型2往复运动问题，共3页。试卷主要包含了往复运动问题，解题策略，5m等内容，欢迎下载使用。
2.解题策略：此类问题多涉及滑动摩擦力或其他阻力做功，其做功的特点与路程有关，运用牛顿运动定律及运动学公式将非常复杂，甚至无法解出，由于动能定理只涉及物体的初、末状态，所以用动能定理分析这类问题可使解题过程简化.
研透高考 明确方向
4.[直线运动中的往复运动问题]如图所示，斜面的倾角为θ，质量为m的滑块从与挡板P距离为x0处以初速度v0沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力，重力加速度为g.若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，则滑块经过的总路程是（ A ）
A.1μ（v022g·csθ＋x0tanθ）
B.1μ（v022g·sinθ＋x0tanθ）
C.2μ（v022g·csθ＋x0tanθ）
D.1μ（v022g·csθ＋x0tanθ）
解析 滑块最终要停在斜面底部，设滑块经过的总路程为x，对滑块运动的全过程应用动能定理得mgx0 sin θ-μmgx cs θ＝0-12mv02，解得x＝1μ(v022g·csθ＋x0tan θ)，故A正确.
5.[曲线运动中的往复运动问题/2024黑龙江大庆实验中学校考]极限运动深受年轻人的喜爱，如图甲是极限运动中滑板、轮滑等运动常用的比赛场地U形池，现有某U形池场地示意图如图乙所示，该场地由两段可视为光滑的14圆弧形滑道AB和CD以及粗糙程度相同的水平滑道BC构成，图中R1＝4.5m，R2＝3.5m，BC＝5m，某次滑板比赛中质量为60kg（含滑板质量）的运动员从A点由静止出发，通过AB、BC滑道，冲向CD滑道，到达CD滑道的最高位置D时速度恰好为零（运动员和滑板整体看成质点，空气阻力不计，g取10m/s2）.
（1）求该运动员在圆弧形滑道AB上下滑至B点时对圆弧形滑道的压力；
（2）该运动员为了第一次经过D处后有2s时间做空中表演，求他在A点下滑的初速度大小；
（3）在（2）问的初始条件下，运动员在滑道上来回运动，最终停的位置距离B点多远？
答案 （1）1800N，方向垂直于BC向下 （2）10m/s （3）2.5m
解析 （1）运动员从A到B的过程中由动能定理得
mgR1＝12mvB2－0
在B点由向心力公式得FN－mg＝mvB2R1
联立解得FN＝1800N
由牛顿第三定律得，在B点对滑道的压力大小F'N＝FN＝1800N，方向垂直于BC向下.
（2）设运动员在BC段克服摩擦力做的功为Wf，根据运动员从A点由静止出发到D点时的速度恰好为零，由动能定理得mgR1－Wf－mgR2＝0
解得Wf＝600J
运动员在空中表演时做竖直上抛运动，上抛的初速度vD1＝gtD12
解得vD1＝10m/s
运动员从A到D过程，由动能定理得
mgR1－Wf－mgR2＝12mvD12－12mvA02
代入数据解得vA0＝10m/s
（3）运动员下落后会在滑道上来回运动，直到最终静止在BC上；
对运动的全过程由动能定理得mgR1－fs＝0－12mvA02
Wf＝f·BC
解得运动员在BC段运动的总路程为s＝47.5m
在BC上来回运动的次数n＝sBC＝9.5
运动员最终停在离B点2.5m处.
2.解题策略：此类问题多涉及滑动摩擦力或其他阻力做功，其做功的特点与路程有关，运用牛顿运动定律及运动学公式将非常复杂，甚至无法解出，由于动能定理只涉及物体的初、末状态，所以用动能定理分析这类问题可使解题过程简化.
研透高考 明确方向
4.[直线运动中的往复运动问题]如图所示，斜面的倾角为θ，质量为m的滑块从与挡板P距离为x0处以初速度v0沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力，重力加速度为g.若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，则滑块经过的总路程是（ A ）
A.1μ（v022g·csθ＋x0tanθ）
B.1μ（v022g·sinθ＋x0tanθ）
C.2μ（v022g·csθ＋x0tanθ）
D.1μ（v022g·csθ＋x0tanθ）
解析 滑块最终要停在斜面底部，设滑块经过的总路程为x，对滑块运动的全过程应用动能定理得mgx0 sin θ-μmgx cs θ＝0-12mv02，解得x＝1μ(v022g·csθ＋x0tan θ)，故A正确.
5.[曲线运动中的往复运动问题/2024黑龙江大庆实验中学校考]极限运动深受年轻人的喜爱，如图甲是极限运动中滑板、轮滑等运动常用的比赛场地U形池，现有某U形池场地示意图如图乙所示，该场地由两段可视为光滑的14圆弧形滑道AB和CD以及粗糙程度相同的水平滑道BC构成，图中R1＝4.5m，R2＝3.5m，BC＝5m，某次滑板比赛中质量为60kg（含滑板质量）的运动员从A点由静止出发，通过AB、BC滑道，冲向CD滑道，到达CD滑道的最高位置D时速度恰好为零（运动员和滑板整体看成质点，空气阻力不计，g取10m/s2）.
（1）求该运动员在圆弧形滑道AB上下滑至B点时对圆弧形滑道的压力；
（2）该运动员为了第一次经过D处后有2s时间做空中表演，求他在A点下滑的初速度大小；
（3）在（2）问的初始条件下，运动员在滑道上来回运动，最终停的位置距离B点多远？
答案 （1）1800N，方向垂直于BC向下 （2）10m/s （3）2.5m
解析 （1）运动员从A到B的过程中由动能定理得
mgR1＝12mvB2－0
在B点由向心力公式得FN－mg＝mvB2R1
联立解得FN＝1800N
由牛顿第三定律得，在B点对滑道的压力大小F'N＝FN＝1800N，方向垂直于BC向下.
（2）设运动员在BC段克服摩擦力做的功为Wf，根据运动员从A点由静止出发到D点时的速度恰好为零，由动能定理得mgR1－Wf－mgR2＝0
解得Wf＝600J
运动员在空中表演时做竖直上抛运动，上抛的初速度vD1＝gtD12
解得vD1＝10m/s
运动员从A到D过程，由动能定理得
mgR1－Wf－mgR2＝12mvD12－12mvA02
代入数据解得vA0＝10m/s
（3）运动员下落后会在滑道上来回运动，直到最终静止在BC上；
对运动的全过程由动能定理得mgR1－fs＝0－12mvA02
Wf＝f·BC
解得运动员在BC段运动的总路程为s＝47.5m
在BC上来回运动的次数n＝sBC＝9.5
运动员最终停在离B点2.5m处.
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