高考物理动能定理的综合应用解题技巧及练习题含解析.docx

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1、高考物理动能定理的综合应用解题技巧及练习题含解析一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．由相同材料的杆搭成的道如所示，其中杆AB、BC、CD、DE、EF⋯⋯长均L1.5m，杆OA和其他杆与水平面的角都37sin370.6,cos370.8，一个可看成点的小套在杆OA上从中离道最低点的直高度h1.32m由静止放，小与杆的摩擦因数都0.2，最大静摩擦力等于相同力下的滑摩擦力，在两杆交接都用短小曲杆相，不能失，使小能利地，重力加速度g取10m/s2，求：(1)小在杆OA上运的t；(2)小运的路程s；(3)小最停止的位置。【答案】(1)1s；(2)8

2、.25m；(3)最停在A点【解析】【分析】【解】(1)因mgsin＞mgcos，故小不能静止在杆上，小下滑的加速度amgsinmgcos4.4m/s2m物体与A点之的距离L0，由几何关系可得hL02.2msin37物体从静止运到A所用的t，由L01at2，得2t1s(2)从物体开始运到最停下的程中，路程s，由能定理得mgh－mgscos370－0代入数据解得s=8.25m(3)假物体能依次到达B点、D点，由能定理有mg(h－Lsin37)－mgcos37(LL0)1mvB22解得vB20明小到不了B点，最停在A点2．一辆汽车发动机的额定功率P=20

3、0kW，若其总质量为m=103kg，在水平路面上行驶时，汽车以加速度a1=5m/s2从静止开始匀加速运动能够持续的最大时间为t1=4s，然后保持恒定的功率继续加速t2=14s达到最大速度。设汽车行驶过程中受到的阻力恒定，取g=10m/s2.求：(1)汽车所能达到的最大速度；(2)汽车从启动至到达最大速度的过程中运动的位移。【答案】(1)40m/s；(2)480m【解析】【分析】【详解】(1)汽车匀加速结束时的速度v1a1t120m/s由P=Fv可知，匀加速结束时汽车的牵引力F1P4=1×10Nv1由牛顿第二定律得F1fma1解得f=5000N汽车速

4、度最大时做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可知，此时汽车的牵引力F=f=5000N由PFv可知，汽车的最大速度：PPv==40m/sFf(2)汽车匀加速运动的位移1v1t140mx=2对汽车，由动能定理得F1x1Pt2fs1mv202解得s=480m3．某物理小组为了研究过山车的原理提出了下列的设想：取一个与水平方向夹角为θ=53°，长为L1=7.5m的倾斜轨道AB，通过微小圆弧与足够长的光滑水平轨道BC相连，然后在C处连接一个竖直的光滑圆轨道．如图所示．高为h=0.8m光滑的平台上有一根轻质弹簧，一端被固定在左面的墙上，另一端通过一

5、个可视为质点的质量m=1kg的小球压紧弹簧，现由静止释放小球，小球离开台面时已离开弹簧，到达A点时速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下．已知小物块与AB间的动摩擦因数为μ=0.5，g取10m/s2，sin53=0°.8．求：(1)弹簧被压缩时的弹性势能；(2)小球到达C点时速度vC的大小；(3)小球进入圆轨道后，要使其不脱离轨道，则竖直圆弧轨道的半径R应该满足什么条件．【答案】(1)4.5J；(2)10m/s；(3)R≥5m或0＜R≤2m。【解析】【分析】【详解】(1)小球离开台面到达A点的过程做平抛运动，故有v0vy2ghtan3m/stan

6、小球在平台上运动，只有弹簧弹力做功，故由动能定理可得：弹簧被压缩时的弹性势能为Ep1mv024.5J；2(2)小球在A处的速度为v0vA5m/scos小球从A到C的运动过程只有重力、摩擦力做功，故由动能定理可得mgL1sinmgL1cos1mvC21mvA222解得vCvA22gL1sincos10m/s；(3)小球进入圆轨道后，要使小球不脱离轨道，即小球能通过圆轨道最高点，或小球能在圆轨道上到达的最大高度小于半径；那么对小球能通过最高点时，在最高点应用牛顿第二定律可得mgmv12；R对小球从C到最高点应用机械能守恒可得1mvC22mgR1mv12

7、5mgR222解得0RvC22m；5g对小球能在圆轨道上到达的最大高度小于半径的情况应用机械能守恒可得1mvC2mghmgR2解得2vCR=5m；故小球进入圆轨道后，要使小球不脱离轨道，则竖直圆弧轨道的半径R≥5m或0＜R≤2m；4．我国将于2022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

8、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