高考物理动能定理的综合应用基础练习题含解析一.docx

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1、高考物理动能定理的综合应用基础练习题含解析(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，一条带有竖直圆轨道的长轨道水平固定，底端分别与两侧的直轨道相切，半径R=0.5m。物块A以v0=10m/s的速度滑入圆轨道，滑过最高点N，再沿圆轨道滑出，P点左侧轨道光滑，右侧轨道与物块间的动摩擦因数都为μ=0.4，A的质量为m=1kg（A可视为质点），求：(1)物块经过N点时的速度大小；(2)物块经过N点时对竖直轨道的作用力；(3)物块最终停止的位置。【答案】(1)v45m/s；(2)150N，作用力方向竖直向上；(3

2、)x12.5m【解析】【分析】【详解】(1)物块A从出发至N点过程，机械能守恒，有1mv2mg2R1mv2202得vv024gR45m/s(2)假设物块在N点受到的弹力方向竖直向下为FN，由牛顿第二定律有mgFNmv2R得物块A受到的弹力为FNmv2mg150NR由牛顿第三定律可得，物块对轨道的作用力为FNFN150N作用力方向竖直向上(3)物块A经竖直圆轨道后滑上水平轨道，在粗糙路段有摩擦力做负功，动能损失，由动能定理，有mgx01mv022得x12.5m2．如图所示,竖直平面内的轨道由直轨道AB和圆弧轨道BC组成，直轨

3、道AB和圆弧轨道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

4、点,由牛顿第二定律得：mgmgmvC2,R从A到C过程，由动能定理得：mgh2RWf1mvC20,2解得：Wf0.8J；3．质量为m=0.5kg、可视为质点的小滑块，从光滑斜面上高h0=0.6m的A点由静止开始自由滑下。已知斜面AB与水平面BC在B处通过一小圆弧光滑连接。长为x0=0.5m的水平面BC与滑块之间的动摩擦因数μ=0.3，C点右侧有3级台阶（台阶编号如图所示），D点右侧是足够长的水平面。每级台阶的高度均为h=0.2m，宽均为L=0.4m。（设滑块从C点滑出后与地面或台阶碰撞后不再弹起）。(1)求滑块经过B点时的

5、速度vB；(2)求滑块从B点运动到C点所经历的时间t；(3)（辨析题）某同学是这样求滑块离开C点后，落点P与C点在水平方向距离x，滑块离开C点后做平抛运动，下落高度H=4h=0.8m，在求出滑块经过C点速度的基础上，根据平抛运动知识即可求出水平位移x。你认为该同学解法是否正确？如果正确，请解出结果。如果不正确，请说明理由，并用正确的方法求出结果。【答案】(1)23m/s；(2)0.155s；（3）不正确，因为滑块可能落到某一个台阶上；正确结果1.04m【解析】【详解】(1)物体在斜面AB上下滑，机械能守恒mgh01mvB2

6、02解得vB2gh0＝2100.623m/s(2)根据动能定理得mgh0mgx01mvC202解得vC2g(h0x0)210(0.60.30.5)3m/s根据牛顿第二定律得mgma则ag0.310m/s23m/s2t1vCvB323s0.155sa3(3)不正确，因为滑块可能落到某一个台阶上。正确解法：假定无台阶，滑块直接落在地上t2H20.8s0.4sg10水平位移xvct1.2m恰好等于3L（也就是恰好落在图中的D点），因此滑块会撞在台阶上。当滑块下落高度为2h时t22h220.2s0.283sg10水平位移xvct3

7、0.283m0.85m大于2L，所以也不会撞到①、②台阶上，而只能落在第③级台阶上。则有3h1gt22，xpcvct22解得xpc33m1.04m5【点睛】根据机械能守恒定律或动能动能定理求出滑块经过B点时的速度vB。根据动能定理求出滑块到达C点的速度，再通过牛顿第二定律和运动学公式求出从B点运动到C点所经历的时间t。因为物体做平抛运动不一定落到地面上，可能落在某一个台阶上，先根据假设法判断物体所落的位置，再根据平抛运动的知识求出水平位移。4．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

8、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