物理动能定理的综合应用试题类型及其解题技巧.docx

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1、物理动能定理的综合应用试题类型及其解题技巧一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．如图所示，轨道ABC被竖直地固定在水平桌面上，A距水平地面高H＝0.75m，C距水平地面高h＝0.45m。一个质量m＝0.1kg的小物块自A点从静止开始下滑，从C点以水平速度飞出后落在地面上的D点。现测得C、D两点的水平距离为x＝0.6m。不计空气阻力，取g＝10m/s2。求(1)小物块从C点运动到D点经历的时间t；(2)小物块从C点飞出时速度的大小vC；(3)小物块从A点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功。【答案】(1)t=0.

2、3s(2)vC=2.0m/s(3)0.1J【解析】【详解】（1）小物块从C水平飞出后做平抛运动，由h1gt22得小物块从C点运动到D点经历的时间t2h0.3sg（2）小物块从C点运动到D，由xvCt得小物块从C点飞出时速度的大小x2.0m/svCt（3）小物块从A点运动到C点的过程中，根据动能定理得mgHhWf1mvC202Wf1mvC2mgHh-0.1J2此过程中克服摩擦力做的功WfWf0.1J2．如图所示，光滑圆弧的半径为80cm，一质量为1.0kg的物体由A处从静止开始下滑到B点，然后又沿水平面前进3m，到达C

3、点停止。物体经过B点时无机械能损失，g取10m/s2，求：（1）物体到达B点时的速度以及在B点时对轨道的压力；（2）物体在BC段上的动摩擦因数；（3）整个过程中因摩擦而产生的热量。【答案】（1）4m/s，30N；（2）4；（3）8J。15【解析】【分析】【详解】（1）根据机械能守恒有mgh1mv22代入数据解得v4m/s在B点处，对小球受力分析，根据牛顿第二定律可得FNmg代入数据解得mv2RFN30N由牛顿第三定律可得，小球对轨道的压力为FNFN30N方向竖直向下（2）物体在BC段上，根据动能定理有12mgx0m

4、v代入数据解得415（3）小球在整个运动过程中只有摩擦力做负功，重力做正功，由能量守恒可得Qmgh8J3．如图，I、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30°的斜面，最低点C处于B点的正下方，B、C两点距离也等于R.质量为m的极限运动员(可视为质点)从AB上P点处由静止开始滑下，恰好垂直CD落到斜面上．求:(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

5、）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v，落在CD上的位置与C的距离为x，速度大小为0v，在空中运动的时间为00t，则xcos30=vt01gt2R-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/54．我国将于2022

6、年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一．如图1-所示，质量m＝60kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a＝3.6m/s2匀加速滑下，到达助滑道末端B时速度vB＝24m/s，A与B的竖直高度差H＝48m．为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧．助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h＝5m，运动员在B、C间运动时阻力做功W＝－1530J，g取10m/s2.(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力F的大小；f(2)若运动员

7、能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大？【答案】(1)144N(2)12.5m【解析】试题分析：（1）运动员在AB上做初速度为零的匀加速运动，设AB的长度为x，斜面的倾角为α，则有vB2=2ax根据牛顿第二定律得Hmgsinα﹣Ff=ma又sinα=x由以上三式联立解得Ff=144N（2）设运动员到达C点时的速度为vC到达C的过程中，由动能定理有，在由Bmgh+W=1mvC2-1mvB222设运动员在C点所受的支持力为FN，由牛顿第二定律得由运动员能承受的最大压力为其所受重力的6倍，

8、即有考点：牛顿第二定律；动能定理2FN﹣mg=mvCRFN=6mg联立解得R=12．5m【名师点睛】本题中运动员先做匀加速运动，后做圆周运动，是牛顿第二定律、运动学公式、动能定理和向心力的综合应用，要知道圆周运动向心力的来源，涉及力在空间的效果，可考虑动能定理．5．质量为m=2kg的小玩具汽车，在t＝0时刻速度为v0=2m/s，随后以额定功率