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关键词：习题教学活动设计方案

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动能定理与圆周运动的结合

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动能定理应用非常广泛，可以在直线运动中应用，也可以在曲线运动中应用，能在力学中应用，也能在电磁学中应用。

在高中物理学知识学习中，圆周运动是一项重要的内容。与圆周运动相关的考题众多，其在高考考试中占据的比重大，几乎每年高考涉及。

一、学习目标：熟练掌握把动能定理和圆周运动有机地结合起来进行解题，提高将动能定理和圆周运动进行整合和迁移的能力。

二、学习重难点：通过仔细审题，打破思维定势；结合物理情景，提升数学应用能力。

例题：水平桌面上水平固定放置一光滑的半圆形挡板BDC，其半径为0.1m。一质量为0.2kg的小物块受水平拉力F作用从A点由静止开始向B点作直线运动，当进入半圆形挡板BDC瞬间，撤去拉力F，小物块沿挡板继续运动，并从C点离C开，俯视图如图所示。已知BC右侧桌面光滑，左侧桌D面与小物块间的动摩擦因数为0.2，AB间距离为1.5m，302水平拉力恒为1.0N，g=10m/s。求：

（1）小物块运动到B点时的速度大小；

F（2）小物块运动到D点时对挡板的压力大小；

AB（3）计算小物块离开C点后2s发生的位移。

变式1：水平桌面上固定一光滑的竖直半圆形轨道BDC，其半径为0.1m，半圆形轨道BDC与桌面AB相切于B点，直径BC竖直。一质量为0.2kg的小物块受水平拉力F作用从A点由静止开始向B点作直线运动，当进入半圆轨道BDC瞬间，撤去拉力F，小物块沿半圆轨道继续运动，如图所示。已知桌面与小物块间的动摩擦因数为0.2，AB间距离为1.5m，水平拉力恒为1.0N，g=10m/s2。已知当小物体与水平桌面相撞时速度立即减为零。（提示：在圆周运动过程中任CD一点，质点所受的向心力与其速率的关系为30v2。求：

F向m）R（1）小物块运动到B点时的速度大小；

F（2）小物块运动到D点时对挡板的压力大小；

AB（3）计算小物块离开竖直轨道后2s发生的位移。

（4）若竖直轨道的半径可以调节（如：图中实线变为虚线），则为使小物体在半圆轨道中不

脱离轨道，则半径的取值范围。

（5）小物体在半圆轨道中不脱离轨道的前提下，当轨道半径满足什么条件时，物体最终

位置距B的距离最大。

动能定理与圆周运动的结合

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A变式2：（2014福建）图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，表面粗糙的AB段与四分之一光滑圆弧轨道BC在B点水平相切。点A距水面HBP的高度为H，圆弧轨道BC的半径为R，圆心O恰在水面。Rh一质量为m的游客（视为质点）可从轨道AB的任意位置DCO滑下，不计空气阻力。

2R（1）若游客从A点由静止开始滑下，到B点时沿切线方向滑离轨道落在水面D点，OD=2R，求游客滑到B点的速度vB大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功Wf；

（2）若游客从AB段某处滑下，恰好停在B点，又因为受到微小扰动，继续沿圆弧轨道滑到P点后滑离轨道，求P点离水面的高度h。（提示：在圆周运动过程中任一点，质点所受v2的向心力与其速率的关系为F向m）

动能定理与圆周运动的结合

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习题教学活动设计方案

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