高考物理试卷物理动能定理的综合应用题分类汇编.docx

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1、高考物理试卷物理动能定理的综合应用题分类汇编一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．如图所示，半径为R＝1m，内径很小的粗糙半圆管竖直放置，一直径略小于半圆管内径、质量为m＝1kg的小球，在水平恒力F＝250N的作用下由静止沿光滑水平面从A点17运动到B点，A、B间的距离x＝17m，当小球运动到B点时撤去外力F，小球经半圆管道5运动到最高点C，此时球对外轨的压力FN＝2.6mg，然后垂直打在倾角为θ＝45°的斜面上(g＝10m/s2)．求：(1)小球在B点时的速度的大小；(2)小球在C点时的速度的大小；(3

2、)小球由B到C的过程中克服摩擦力做的功；(4)D点距地面的高度．【答案】(1)10m/s(2)6m/s(3)12J(4)0.2m【解析】【分析】对AB段，运用动能定理求小球在B点的速度的大小；小球在C点时，由重力和轨道对球的压力的合力提供向心力，由牛顿第二定律求小球在C点的速度的大小；小球由B到C的过程，运用动能定理求克服摩擦力做的功；小球离开C点后做平抛运动，由平抛运动的规律和几何知识结合求D点距地面的高度．【详解】(1)小球从A到B过程，由动能定理得：Fx1mvB22解得：vB＝10m/s(2)在C点，由牛顿

3、第二定律得Nvc2mg＋F＝mR又据题有：FN＝2.6mg解得：vC＝6m/s.1212(3)由B到C的过程，由动能定理得：－mg·2R－Wf＝2mvc2mvB解得克服摩擦力做的功：Wf＝12J(4)设小球从C点到打在斜面上经历的时间为t，D点距地面的高度为h，则在竖直方向上有：2R－h＝1gt22gt＝tan45由小球垂直打在斜面上可知：°vc联立解得：h＝0.2m【点睛】本题关键是对小球在最高点处时受力分析，然后根据向心力公式和牛顿第二定律求出平抛的初速度，最后根据平抛运动的分位移公式列式求解．2．如图，I、

4、II为极限运动中的两部分赛道，其中I的AB部分为竖直平面内半径为R的14光滑圆弧赛道，最低点B的切线水平;II上CD为倾角为正下方，B、C两点距离也等于R.质量为m的极限运动员止开始滑下，恰好垂直CD落到斜面上．求:30°的斜面，最低点C处于B点的(可视为质点)从AB上P点处由静(1)极限运动员落到CD上的位置与C的距离;(2)极限运动员通过B点时对圆弧轨道的压力;(3)P点与B点的高度差．【答案】（1）4R（2）7mg，竖直向下（3）1R555【解析】【详解】（1）设极限运动员在B点的速度为v0，落在CD上的

5、位置与C的距离为x，速度大小为v，在空中运动的时间为t，则xcos300=v0t01gt2R-xsin30=2v0gttan300解得x=0.8R（2）由（1）可得：v02gR5通过B点时轨道对极限运动员的支持力大小为FNFNmgmv02R极限运动员对轨道的压力大小为FN′，则FN′=FN，解得FN'7mg，方向竖直向下；5（3）P点与B点的高度差为12h,则mgh=mv02解得h=R/53．如图光滑水平导轨AB的左端有一压缩的弹簧，弹簧左端固定，右端前放一个质量为m=1kg的物块（可视为质点），物块与弹簧不粘连

6、，B点与水平传送带的左端刚好平齐接触，传送带的长度BC的长为L=6m，沿逆时针方向以恒定速度v=2m/s匀速转动．CD为光滑的水平轨道，C点与传送带的右端刚好平齐接触，DE是竖直放置的半径为R=0.4m的光滑半圆轨道，DE与CD相切于D点．已知物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2．（1）若释放弹簧，物块离开弹簧，滑上传送带刚好能到达C点，求弹簧储存的弹性势能Ep；（2）若释放弹簧，物块离开弹簧，滑上传送带能够通过C点，并经过圆弧轨道DE，从其最高点E飞出，最终落在CD上距D点的距离为x=1.2

7、m处（CD长大于1.2m），求物块通过E点时受到的压力大小；（3）满足（2）条件时，求物块通过传送带的过程中产生的热能．【答案】（1）Ep12J（2）N=12.5N（3）Q=16J【解析】【详解】（1）由动量定理知：mgL01mv22由能量守恒定律知：Ep1mv22解得：Ep12J（2）由平抛运动知：竖直方向：y2R1gt22水平方向：xvEt在E点，由牛顿第二定律知：NmgmvE2R解得：N=12.5N（3）从D到E，由动能定理知：mg2R1mvE21mvD222解得：vD5m/s从B到D，由动能定理知mgL1

8、mvD21mvB222解得：vB7m/s对物块LvBvDt2解得：t=1s；s相对Lvt621m8m由能量守恒定律知：QmgLs相对解得：Q=16J4．如图所示，小物体沿光滑弧形轨道从高为h处由静止下滑，它在水平粗糙轨道上滑行的最远距离为s，重力加速度用g表示，小物体可视为质点，求：（1）求小物体刚刚滑到弧形轨道底端时的速度大小v；（2）水平轨道与物体间的动摩擦因数均为μ