高考物理动能定理的综合应用答题技巧及练习题(含答案)及解析.docx

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1、高考物理动能定理的综合应用答题技巧及练习题(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．如图所示，AB是竖直面内的四分之一圆弧形光滑轨道，下端B点与水平直轨道相切．一个小物块自A点由静止开始沿轨道下滑，已知轨道半径为R＝0.2m，小物块的质量为m＝0.1kg，小物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10m/s2.求：(1)小物块在B点时受到的圆弧轨道的支持力大小；(2)小物块在水平面上滑动的最大距离．【答案】(1)3N(2)0.4m【解析】(1)由机械能守恒定律，得在B点联立以上两式得FN＝3mg×10N＝3N.＝3

2、×0.1(2)设小物块在水平面上滑动的最大距离为l，对小物块运动的整个过程由动能定理得mgR－μmgl＝0，代入数据得【点睛】解决本题的关键知道只有重力做功，机械能守恒，掌握运用机械能守恒定律以及动能定理进行解题．2．一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B端后冲上小车．滑块与小车上表面间的动摩擦因数．（取g=10m/s2）试求：（1）滑块到达B端时，轨

3、道对它支持力的大小；（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

4、块相对小车滑动的距离为m（2分）所以产生的内能J（1分）3．如图所示，倾斜轨道AB的倾角为37°，CD、EF轨道水平，AB与CD通过光滑圆弧管道BC连接，CD右端与竖直光滑圆周轨道相连．小球可以从动，从E滑出该轨道进入EF水平轨道．小球由静止从D进入该轨道，沿轨道内侧运A点释放，已知AB长为5R，CD长为R，重力加速度为g，小球与斜轨AB及水平轨道CD、EF的动摩擦因数均为0.5，sin37=0°.6，cos37=0°.8，圆弧管道BC入口B与出口C的高度差为l.8R．求：(在运算中，根号中的数值无需算出)(1)小球滑到斜面底端C时速度的大小．

5、(2)小球刚到C时对轨道的作用力．(3)要使小球在运动过程中不脱离轨道，竖直圆周轨道的半径R/应该满足什么条件？【答案】（1）28gR（2）6.6mg，竖直向下（3）R0.92R5【解析】试题分析：（1）设小球到达C点时速度为v，a球从A运动至C过程，由动能定理有mg(5Rsin3701.8R)mgcos3705R1mvc2（2分）2可得vc5.6gR（1分）（2）小球沿BC轨道做圆周运动，设在C点时轨道对球的作用力为N，由牛顿第二定律Nmgmvc2，（2分）其中r满足r+rsin53·0=1.8R（1分）r联立上式可得：N=6.6mg（1分）由牛顿

6、第三定律可得，球对轨道的作用力为6.6mg，方向竖直向下．（1分）（3）要使小球不脱离轨道，有两种情况：情况一：小球能滑过圆周轨道最高点，进入EF轨道．则小球b在最高点P应满足mvP2mg（1分）R小球从C直到P点过程，由动能定理，有mgRmg2R1mvP21mvc2（1分）22可得R23R0.92R（1分）25情况二：小球上滑至四分之一圆轨道的Q点时，速度减为零，然后滑回D．则由动能定理有mgRmgR01mvc2（1分）2R2.3R（1分）若R2.5R，由上面分析可知，小球必定滑回D，设其能向左滑过DC轨道，并沿CB运动到达B点，在B点的速度为v

7、B,，则由能量守恒定律有1mvc21mvB2mg1.8R2mgR（1分）22由⑤⑨式，可得vB0（1分）故知，小球不能滑回倾斜轨道AB，小球将在两圆轨道之间做往返运动，小球将停在CD轨道上的某处．设小球在CD轨道上运动的总路程为S，则由能量守恒定律，有1mvc2mgS（1分）2由⑤⑩两式，可得S=5.6R（1分）所以知，b球将停在D点左侧，距D点0.6R处．（1分）考点：本题考查圆周运动、动能定理的应用，意在考查学生的综合能力．4．如图所示，位于竖直平面内的轨道BCDE，由一半径为R=2m的1光滑圆弧轨道BC和光4滑斜直轨道DE分别与粗糙水平面相切连

8、接而成．现从B点正上方H=1.2m的A点由静止释放一质量m=1kg的物块，物块刚好从B点进入1圆弧轨道．已知