高考物理动能定理的综合应用真题汇编(含答案).docx

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1、高考物理动能定理的综合应用真题汇编(含答案)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【解析】【

2、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．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

3、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，取的光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

4、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：Ep21mv2解得：Ep12J（2）由平抛运动知：竖直方向：y2R1gt22水平方向：xvEt在E点，由牛顿第二定律知：NmgmvE2R解得：N=12.5N（3）从D到E，由动能定理知：mg2R1mvE21mvD222解得：vD5m/s从B到D，由动能定理知mgL1mvD21mvB222解得：vB7m/s对物块LvBvDt2解得：t=1s；s

5、相对Lvt621m8m由能量守恒定律知：QmgLs相对解得：Q=16J3．如图所示，半径为R的圆管BCD竖直放置，一可视为质点的质量为m的小球以某一初速度从A点水平抛出，恰好从B点沿切线方向进入圆管，到达圆管最高点D后水平射出．已知小球在D点对管下壁压力大小为1BC弧对mg，且A、D两点在同一水平线上，2应的圆心角θ＝60°，不计空气阻力．求：(1)小球在A点初速度的大小；(2)小球在D点角速度的大小；(3)小球在圆管内运动过程中克服阻力做的功．【答案】(1)gR；(2)g1；(3)mgR2R4【解析】【分析】（1）根据几何关系求出平抛运动下降的高度，从

6、而求出竖直方向上的分速度，根据运动的合成和分解求出初速度的大小．（2）根据向心力公式求出小球在D点的速度，从而求解小球在D点角速度．（3）对A到D全程运用动能定理，求出小球在圆管中运动时克服阻力做的功．【详解】（1）小球从A到B，竖直方向:vy2＝2gR(1＋cos60°)解得vy＝3gR在B点：v0＝vy＝gR.tan6001mvD2（2）在D点，由向心力公式得mg-mg＝2R解得vD＝2gR2ω＝vD＝gR.2R（3）从A到D全过程由动能定理：－W克＝1mvD2－1mv0222解得W克＝1mgR.4【点睛】本题综合考查了平抛运动和圆周运动的基础知识，

7、难度不大，关键搞清平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，以及圆周运动向心力的来源．4．如图所示，一质量为m的滑块从高为h的光滑圆弧形槽的顶端A处无初速度地滑下，槽的底端B与水平传送带相接，传送带的运行速度恒为v0，两轮轴心间距为L，滑块滑到传送带上后做匀加速运动，滑到传送带右端C时，恰好加速到与传送带的速度相同，求：（1）滑块到达底端B时的速度大小vB；（2）滑块与传送带间的动摩擦因数μ；（3）此过程中，由于克服摩擦力做功而产生的热量Q.v022ghmv02gh2【答案】（1）2gh（2）2gl（3）2【解析】试题分析：（1）滑块在由A到B的过程中，

8、由动能定理得：mgh＝1mvB20，2解得：B＝2gh；（2）滑块在由B到C的过