高考物理动能定理的综合应用试题经典及解析.docx

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1、高考物理动能定理的综合应用试题经典及解析一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．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）4R（2）7mg，竖直向下（3）1R555【解

2、析】【详解】（1）设极限运动员在B点的速度为v0，落在CD上的位置与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=2v0gt0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FNNN′，则F′=F，解得FN'7mg，方向竖直向下；5（3）P点与B点的高度差为h,则mgh=1mv022解得h=R/52．质量为m=0.5kg、可视为质点的小滑块，从光滑斜面上高h0=0.6m的A点由静止开始自由滑下。已知斜

3、面AB与水平面BC在B处通过一小圆弧光滑连接。长为x0=0.5m的水平面BC与滑块之间的动摩擦因数μ=0.3，C点右侧有3级台阶（台阶编号如图所示），D点右侧是足够长的水平面。每级台阶的高度均为h=0.2m，宽均为L=0.4m。（设滑块从C点滑出后与地面或台阶碰撞后不再弹起）。(1)求滑块经过B点时的速度vB；(2)求滑块从B点运动到C点所经历的时间t；(3)（辨析题）某同学是这样求滑块离开C点后，落点P与C点在水平方向距离x，滑块离开C点后做平抛运动，下落高度H=4h=0.8m，在求出滑块经过C点速度的基础上，根据平抛运动知识即可求出水平位移

4、x。你认为该同学解法是否正确？如果正确，请解出结果。如果不正确，请说明理由，并用正确的方法求出结果。【答案】(1)23m/s；(2)0.155s；（3）不正确，因为滑块可能落到某一个台阶上；正确结果1.04m【解析】【详解】(1)物体在斜面AB上下滑，机械能守恒mgh01mvB202解得vB2gh0＝2100.623m/s(2)根据动能定理得mgh0mgx01mvC202解得vC2g(h0x0)210(0.60.30.5)3m/s根据牛顿第二定律得mgma则ag0.310m/s23m/s2vCvB3230.155st1a3s(3)不正确，因为滑

5、块可能落到某一个台阶上。正确解法：假定无台阶，滑块直接落在地上t2H20.80.4sgs10水平位移xvct1.2m恰好等于3L（也就是恰好落在图中的D点），因此滑块会撞在台阶上。当滑块下落高度为2h时t22h220.2s0.283sg10水平位移xvct30.283m0.85m大于2L，所以也不会撞到①、②台阶上，而只能落在第③级台阶上。则有3h1gt22，xpcvct22解得xpc33m1.04m5【点睛】根据机械能守恒定律或动能动能定理求出滑块经过B点时的速度vB。根据动能定理求出滑块到达C点的速度，再通过牛顿第二定律和运动学公式求出从B

6、点运动到C点所经历的时间t。因为物体做平抛运动不一定落到地面上，可能落在某一个台阶上，先根据假设法判断物体所落的位置，再根据平抛运动的知识求出水平位移。3．某电视娱乐节目装置可简化为如图所示模型．倾角θ＝37°的斜面底端与水平传送带平滑接触，传送带BC长L＝6m，始终以v0＝6m/s的速度顺时针运动．将一个质量m＝1kg的物块由距斜面底端高度h1＝5.4m的A点静止滑下，物块通过B点时速度的大小不变．物块与斜面、物块与传送带间动摩擦因数分别为μ21＝0.5、μ＝0.2，传送带上表面距地面的高度H＝5m，g取10m/s2，sin37°＝0.6，c

7、os37°＝0.8．⑴求物块由A点运动到C点的时间；⑵若把物块从距斜面底端高度h2＝2.4m处静止释放，求物块落地点到C点的水平距离；⑶求物块距斜面底端高度满足什么条件时，将物块静止释放均落到地面上的同一点D．【答案】⑴4s；⑵6m；⑶1.8m≤h≤9.0m【解析】试题分析：（1）A到B过程：根据牛顿第二定律mgsinθ﹣μ1mgcosθ=ma1，代入数据解得，t1=3s．所以滑到B点的速度：vB=a1t1=2×3m/s=6m/s，物块在传送带上匀速运动到C，所以物块由A到C的时间：t=t1+t2=3s+1s=4s（2）斜面上由根据动能定理．解

8、得v=4m/s＜6m/s，设物块在传送带先做匀加速运动达v0，运动位移为x，则：，，x=5m＜6m所以物体先做匀加速直线运动后和皮带一起匀速运动，离开