高考物理动能定理的综合应用解题技巧及练习题及解析一.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及解析(1)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，人骑摩托车做腾跃特技表演，以1.0m/s的初速度沿曲面冲上高0.8m、顶部水平的高台，若摩托车冲上高台的过程中始终以额定功率1.8kW行驶，经过1.2s到达平台顶部，然后离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑．A、B为圆弧两端点，其连线水平．已知圆弧半径为R＝1.0m，人和车的总质量为180kg，特技表演的全过程中不计一切阻力(计算中取g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)．求：(1)人和车到达顶部平台

2、的速度v；(2)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离x；(3)圆弧对应圆心角；(4)人和车运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力．【答案】（1）3m/s（2）1.2m（3）106°（4）7.74×103N【解析】【分析】【详解】（1）由动能定理可知：Pt1mgH1mv21mv0222v＝3m/s（2）由H1gt22,svt2可得：sv2H1.2m2g（3）摩托车落至A点时，其竖直方向的分速度vygt24m/s设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为α，则vy4，即α＝53°tanv3所以θ＝2α＝106°（4）在摩托车由最高点飞出落至O点的过程中，由机械能守恒定律可得：mg[HR(1co

3、s)]1mv21mv222v2在O点：NmgmR所以N＝7740N由牛顿第三定律可知，人和车在最低点O时对轨道的压力为7740N,AB和圆弧轨道BC组成，直轨道AB和圆弧轨道2．如图所示竖直平面内的轨道由直轨道BC平滑连接，小球从斜面上A点由静止开始滑下,滑到斜面底端后又滑上一个半径为R=0.4m的圆轨道；（1）若接触面均光滑，小球刚好能滑到圆轨道的最高点C，求斜面高h；（2）若已知小球质量m=0.1kg，斜面高h=2m，小球运动到C点时对轨道压力为mg，求全过程中摩擦阻力做的功．【答案】（1）1m；（2）-0.8J；【解析】【详解】（1）小球刚好到达C点,重力提供向心力，由牛顿第二定律

4、得：mgmv2R从A到C过程机械能守恒,由机械能守恒定律得：mgh2R1mv2,2解得：h2.5R2.50.4m1m；（2）在C点,由牛顿第二定律得：2mgmgmvC,R从A到C过程，由动能定理得：mgh2RWf1mvC20,2解得：Wf0.8J；3．一个平板小车置于光滑水平面上，其右端恰好和一个光滑圆弧轨道AB的底端等高对接，如图所示．已知小车质量M=3．0kg，长L=2．06m，圆弧轨道半径R=0．8m．现将一质量m=1．0kg的小滑块，由轨道顶端A点无初速释放，滑块滑到与小车上表面间的动摩擦因数．（取g=10m/s2）试求：B端后冲上小车．滑块（1）滑块到达B端时，轨道

5、对它支持力的大小；（2）小车运动1．5s时，车右端距轨道B端的距离；（3）滑块与车面间由于摩擦而产生的内能．【答案】（1）30N（2）1m（3）6J【解析】（1）滑块从A端下滑到B端，由动能定理得（1分）在B点由牛顿第二定律得（2分）解得轨道对滑块的支持力N（1分）（2）滑块滑上小车后，由牛顿第二定律对滑块：，得m/s2（1分）对小车：，得m/s2（1分）设经时间t后两者达到共同速度，则有（1分）解得s（1分）由于s<1．5s，故1s后小车和滑块一起匀速运动，速度v="1"m/s（1分）因此，1．5s时小车右端距轨道B端的距离为m（1分）（3）滑块相对小车滑动的距离为m（2分）

6、所以产生的内能J（1分）4．如图光滑水平导轨AB的左端有一压缩的弹簧，弹簧左端固定，右端前放一个质量为m=1kg的物块（可视为质点），物块与弹簧不粘连，B点与水平传送带的左端刚好平齐接触，传送带的长度BC的长为L=6m，沿逆时针方向以恒定速度v=2m/s匀速转动．CD为光滑的水平轨道，C点与传送带的右端刚好平齐接触，DE是竖直放置的半径为R=0.4m的光滑半圆轨道，DE与CD相切于D点．已知物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2．（1）若释放弹簧，物块离开弹簧，滑上传送带刚好能到达C点，求弹簧储存的弹性势能Ep；（2）若释放弹簧，物块离开弹簧，滑上传送带

7、能够通过C点，并经过圆弧轨道DE，从其最高点E飞出，最终落在CD上距D点的距离为x=1.2m处（CD长大于1.2m），求物块通过E点时受到的压力大小；（3）满足（2）条件时，求物块通过传送带的过程中产生的热能．【答案】（1）Ep12J（2）N=12.5N（3）Q=16J【解析】【详解】（1）由动量定理知：mgL01mv22由能量守恒定律知：Ep1mv22解得：Ep12J（2）由平抛运动知：竖直方向：y2R1gt22水平方向：xvEt