高考物理动能定理的综合应用模拟试题含解析.docx

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1、高考物理动能定理的综合应用模拟试题含解析一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．为了研究过山车的原理，某物理小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为θ=60°、长为L1=23m的倾斜轨道AB，通过微小圆弧与长为L2=3m的水平轨道BC相2连，然后在C处设计一个竖直完整的光滑圆轨道，出口为水平轨道上D处，如图所示.现将一个小球从距A点高为h=0.9m的水平台面上以一定的初速度v0水平弹出，到A点时小球的速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下.已知小球与AB和BC间的动摩擦因数均为μ=

2、3，g取10m/s2.3（1）求小球初速度v0的大小；（2）求小球滑过C点时的速率vC；（3）要使小球不离开轨道，则竖直圆弧轨道的半径R应该满足什么条件？【答案】（1）6m/s（2）36m/s（3）0

3、数据解得：vC＝36m/s22（3）小球刚刚过最高点时，重力提供向心力，则：＝mv2mgR11mvC2＝2mgR11mv222代入数据解得R1=1．08m当小球刚能到达与圆心等高时1mvC2＝mgR22代入数据解得R2=2．7m当圆轨道与AB相切时R3=BC?tan60°．=15m即圆轨道的半径不能超过1．5m综上所述，要使小球不离开轨道，R应该满足的条件是0＜R≤1．08m．考点：平抛运动；动能定理2．如图，固定在竖直平面内的倾斜轨道AB，与水平光滑轨道BC相连，竖直墙壁CD高H0.2m，紧靠墙壁在地面

4、固定一个和CD等高，底边长L0.3m的斜面，一个质量m0.1kg的小物块(视为质点)在轨道AB上从距离B点l4m处由静止释放，从C点水平抛出，已知小物块在AB段与轨道间的动摩擦因数为0.5，达到B点时无能量损失；AB段与水平面的夹角为o2，sin37o0.6，cos37o0.8)37.(重力加速度g10m/s(1)求小物块运动到B点时的速度大小；(2)求小物块从C点抛出到击中斜面的时间；(3)改变小物块从轨道上释放的初位置，求小物块击中斜面时动能的最小值.【答案】(1)4m/s(2)1s(3)0.15J1

5、5【解析】【分析】(1)对滑块从A到B过程，根据动能定理列式求解末速度；(2)从C点画出后做平抛运动，根据分位移公式并结合几何关系列式分析即可；(3)动能最小时末速度最小，求解末速度表达式分析即可.【详解】1对滑块从A到B过程，根据动能定理，有：mglsin37oμmgcos37o1mvB2，2解得：vB4m/s；2设物体落在斜面上时水平位移为x，竖直位移为y，画出轨迹，如图所示：对平抛运动，根据分位移公式，有：xv0t，y1gt2，2HyH2结合几何关系，有：L，x3解得：t1s；153对滑块从A到B过

6、程，根据动能定理，有：mglsin37mgcos371mvBoμo2，2对平抛运动，根据分位移公式，有：xv0t，y1gt2，2结合几何关系，有：HyH2xL，3从A到碰撞到斜面过程,根据动能定理有：mglsin37oμmgcos37olmgy1mv202联立解得：12mg25y9H218Hmv1616y，216故当25y9H2，即y3H0.12m时，动能Ek最小为：Ekm0.15J；1616y5【点睛】本题是力学综合问题，关键是正确的受力分析，明确各个阶段的受力情况和运动性质，根据动能定理和平抛运动的规

7、律列式分析，第三问较难，要结合数学不等式知识分析.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）30

8、N（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