高考物理试卷分类汇编物理动能与动能定理(及答案).docx

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1、高考物理试卷分类汇编物理动能与动能定理(及答案)一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．如图所示，半径R=0.5m的光滑圆弧轨道的左端A与圆心O等高，B为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道的右端C与一倾角θ=37°的粗糙斜面相切。一质量m=1kg的小滑块从A点正上方h=1m处的P点由静止自由下落。已知滑块与粗糙斜面间的动摩擦因数μ=0.5，sin37=0°.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2。(1)求滑块第一次运动到B点时对轨道的压力。(2)求滑块在粗糙斜面上向上滑

2、行的最大距离。(3)通过计算判断滑块从斜面上返回后能否滑出【答案】(1)70N；(2)1.2m；(3)能滑出AA点。【解析】【分析】【详解】(1)滑块从P到B的运动过程只有重力做功，故机械能守恒，则有mghR1mvB22那么，对滑块在B点应用牛顿第二定律可得，轨道对滑块的支持力竖直向上，且FNmvB2mg2mghRmg70NRR故由牛顿第三定律可得：滑块第一次运动到B点时对轨道的压力为70N，方向竖直向下。(2)设滑块在粗糙斜面上向上滑行的最大距离为L，滑块运动过程只有重力、摩擦力做功，故由动能定理可得

3、mg（hRRcos37Lsin37）mgLcos370所以L1.2m(3)对滑块从P到第二次经过B点的运动过程应用动能定理可得1mvB22mghR2mgLcos370.54mgmgR所以，由滑块在光滑圆弧上运动机械能守恒可知：滑块从斜面上返回后能滑出A点。【点睛】经典力学问题一般先对物体进行受力分析，求得合外力及运动过程做功情况，然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解。2．如图所示，足够长的光滑绝缘水平台左端固定一被压缩的绝缘轻质弹簧，一个质量m0.04kg，电量q3104C的带负电小物块

4、与弹簧接触但不栓接，弹簧的弹性势能为0.32J。某一瞬间释放弹簧弹出小物块，小物块从水平台右端A点飞出，恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的最高点B，并沿轨道BC滑下，运动到光滑水平轨道CD，从D点进入到光滑竖直圆内侧轨道。已知倾斜轨道与水平方向夹角为37，倾斜轨道长为L2.0m，带电小物块与倾斜轨道间的动摩擦因数0.5。小物块在C点没有能量损失，所有轨道都是绝缘的，运动过程中小物块的电量保持不变，可视为质点。只有光滑竖直圆轨道处存在范围足够大的竖直向下的匀强电场，场强E2105V/m。已知cos370.8

5、，sin370.6，取g10m/s2，求：（1）小物块运动到A点时的速度大小vA；（2）小物块运动到C点时的速度大小vC；（3）要使小物块不离开圆轨道，圆轨道的半径应满足什么条件？【答案】（1）4m/s；（2）33m/s；（）?3R0.022m【解析】【分析】【详解】（1）释放弹簧过程中，弹簧推动物体做功，弹簧弹性势能转变为物体动能EP1mvA22解得vA＝2EP＝20.32＝4m/sm0.04（2）A到B物体做平抛运动，到B点有vA＝cos37所以4vB＝＝5m/sB到C根据动能定理有mgLsin37m

6、gcos37L1mvC21mvB222解得vC＝33m/s（3）根据题意可知，小球受到的电场力和重力的合力方向向上，其大小为F=qE-mg=59.6N所以D点为等效最高点，则小球到达D点时对轨道的压力为零，此时的速度最小，即F＝mvD2R解得FRvD＝所以要小物块不离开圆轨道则应满足vC≥vD得：R≤0.022m3．如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点．D点位于水平桌面最右端，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R＝0.45m的圆环剪去左上角127°M

7、N为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离为RP的圆弧，，点到桌面右侧边缘的水平距离为1.5R．若用质量m1＝0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点，用同种材料、质量为m2＝0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后其位移与时间的关系为x＝4t﹣2t2，物块从D点飞离桌面后恰好由P点沿切线落入圆轨道．g＝10m/s2，求：（1）质量为m2的物块在D点的速度；（2）判断质量为m2＝0.2kg的物块能否沿圆轨道到达M点：（3）质量为m2＝0.2kg的物块释放后在桌面上

8、运动的过程中克服摩擦力做的功.【答案】（1）2.25m/s（2）不能沿圆轨道到达M点（3）2.7J【解析】【详解】（1）设物块由D点以初速度vD做平抛运动，落到P点时其竖直方向分速度为：vy2gR2100.45m/s＝3m/svy4tan53°vD3所以：vD＝2.25m/s（2）物块在内轨道做圆周运动，在最高点有临界速度，则mg＝mv2，R解得：vgR32m/s2物块到达P的速度：vPvD2vy2322.252m/s＝3.7