高考物理动能定理的综合应用技巧阅读训练策略及练习题(含答案).docx

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1、高考物理动能定理的综合应用技巧阅读训练策略及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．一辆汽车发动机的额定功率P=200kW，若其总质量为m=103kg，在水平路面上行驶时，汽车以加速度a12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=5m/s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

2、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=480m2．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

3、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

4、条件．【答案】(1)4.5J；(2)10m/s；(3)或。R≥5m0＜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，

5、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1mvC22mgR1mv125mgR222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；3．如图甲所示，倾斜的传送带以恒定的速率逆时针运行．在t＝0时刻，将质量为1.0kg的物块(可视为质点)

6、无初速度地放在传送带的最上端A点，经过1.0s，物块从最下端的B点离开传送带．取沿传送带向下为速度的正方向，则物块的对地速度随时间变化的图象如图乙所示(g＝10m/s2)，求：(1)物块与传送带间的动摩擦因数；(2)物块从A到B的过程中，传送带对物块做的功．【答案】(1)3－3.75J(2)5【解析】解：(1)由图象可知，物块在前0.5s的加速度为：a1v1=8?m/s2t1后0.5s的加速度为：a2v2v22?m/s2t2物块在前0.5s受到的滑动摩擦力沿传送带向下，由牛顿第二定律得：mgsinmgcosma1物块在后0.5s受

7、到的滑动摩擦力沿传送带向上，由牛顿第二定律得：mgsinmgcosma23联立解得：5v1t1(2)由v－t图象面积意义可知，在前0.5s，物块对地位移为：x12则摩擦力对物块做功：W1mgcos·x1在后0.5s，物块对地位移为：xv1v2t212则摩擦力对物块做功W2－mgcos·x2所以传送带对物块做的总功：WW1W2联立解得：W＝－3.75J4．某电视娱乐节目装置可简化为如图所示模型．倾角θ＝37°的斜面底端与水平传送带平滑接触，传送带BC长L＝6m，始终以v06m/s的速度顺时针运动．将一个质量m＝1kg＝的物块由距斜面

8、底端高度h1＝5.4m的A点静止滑下，物块通过B点时速度的大小不变．物块与斜面、物块与传送带间动摩擦因数分别为μ、μ2＝0.2，传送带上表面距1＝0.5地面的高度H＝5m，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．⑴求物块由A点