高考必备物理动能与动能定理技巧全解及练习题(含答案)及解析.docx

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1、高考必备物理动能与动能定理技巧全解及练习题(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．如图所示，一根轻弹簧左端固定于竖直墙上，右端被质量m1kg可视为质点的小物块压缩而处于静止状态，且弹簧与物块不栓接，弹簧原长小于光滑平台的长度．在平台的右端有一传送带，AB长L5m，物块与传送带间的动摩擦因数10.2，与传送带相邻的粗糙水平面BC长s=1.5m，它与物块间的动摩擦因数20.3，在C点右侧有一半径为R的光滑竖直圆弧与BC平滑连接，圆弧对应的圆心角为120o，在圆弧的最高点F处有一固定挡板，

2、物块撞上挡板后会以原速率反弹回来．若传送带以v5m/s的速率顺时针转动，不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失．当弹簧储存的Ep18J能量全部释放时，小物块恰能滑到与圆心等高的E点，取g10m/s2．（1）求右侧圆弧的轨道半径为R;（2）求小物块最终停下时与C点的距离;（3）若传送带的速度大小可调，欲使小物块与挡板只碰一次，且碰后不脱离轨道，求传送带速度的可调节范围．【答案】（1）R0.8m；（2）x1m；（3）37m/sv43m/s3【解析】【分析】【详解】12（1）物块被弹簧弹出，由Ep2mv0，

3、可知：v06m/s因为v0v，故物块滑上传送带后先减速物块与传送带相对滑动过程中，由：mgma1，vv0a1t1，12x1v0t12a1t11得到：a12m/s2，t10.5s，x12.75m因为x1L，故物块与传送带同速后相对静止，最后物块以5m/s的速度滑上水平面BC，物块滑离传送带后恰到E点，由动能定理可知：1m2mgsmgR2v2代入数据整理可以得到：R0.8m．1212（2）设物块从E点返回至B点的速度为vB，由2mv2mvB2mg2s得到vB7m/s，因为vB0，故物块会再次滑上传送带，物

4、块在恒定摩擦力的作用下先减速至0再反向加速，由运动的对称性可知其以相同的速率离开传送带，设最终停在距C点x处，由1mvB22mgsx，得到：x1m.232（3）设传送带速度为v1时物块能恰到F点，在F点满足mgsin30omvFR从B到F过程中由动能定理可知：1mv121mvF22mgsmgRRsin30o22解得：设传送带速度为v2时，物块撞挡板后返回能再次上滑恰到E点，由：1m222mg3smgR2v解得：v243m/s若物块在传送带上一直加速运动，由1m21m2mgL2vBm2v01知其到B点的

5、最大速度vBm56m/s综合上述分析可知，只要传送带速度37m/sv43m/s就满足条件．【点睛】本题主要考查了牛顿第二定律、动能定理、圆周运动向心力公式的直接应用，此题难度较大，牵涉的运动模型较多，物体情境复杂，关键是按照运动的过程逐步分析求解．2．如图所示，一质量为M、足够长的平板静止于光滑水平面上，平板左端与水平轻弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上．平板上有一质量为m的小物块以速度v0向右运动，且在本题设问中小物块保持向右运动．已知小物块与平板间的动摩擦因数为μ，弹簧弹性势能Ep与弹簧形变量x的平

6、方成正比，重力加速度为g.求：(1)当弹簧第一次伸长量达最大时，弹簧的弹性势能为pmv0求该过程E，小物块速度大小为3中小物块相对平板运动的位移大小；(2)平板速度最大时弹簧的弹力大小；(3)已知上述过程中平板向右运动的最大速度为v.若换用同种材料，质量为m的小物块重复2上述过程，则平板向右运动的最大速度为多大？4v2Epmmg；(3)v【答案】(1)0；(2)9gmg2【解析】【分析】（1）对系统由能量守恒求解小物块相对平板运动的位移；（2）平板速度最大时，处于平衡状态，弹力等于摩擦力；（3）平板向

7、右运动时，位移大小等于弹簧伸长量，当木板速度最大时弹力等于摩擦力，结合能量转化关系解答.【详解】（1）弹簧伸长最长时平板速度为零，设相对位移大小为s，对系统由能量守恒1mv02＝1m(v0)2＋Epm＋μmgs223解得s＝4v02Epm9gmg（2）平板速度最大时，处于平衡状态，f＝μmg即F＝f＝μmg.（3）平板向右运动时，位移大小等于弹簧伸长量，当木板速度最大时μmg＝kx对木板由动能定理得1Mv2μmgx＝Ep1＋2同理，当m′＝1m，平板达最大速度v′时，mg＝kx′221p2122μmg

8、x＝′E＋Mv′21由题可知Ep∝x2，即Ep2＝Ep14解得v′＝1v.23．如图所示，质量m=2kg的小物块从倾角θ=37°的光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入粗糙水平面，已知AB长度为3m，斜面末端B处与粗糙水平面平滑连接．试求：（1）小物块滑到B点时的速度大小．（2）若小物块从A点开始运动到C点停下，一共经历时间t=2.5s，求BC的距离．（3）上问中，小物块与水平面的动摩擦因数μ多大？（4）若在小物块上始终施加一个水平向左的恒力F，