高考物理动能定理的综合应用基础练习题含解析.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一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．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的光滑半圆轨道，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g=10m/s2．（1）若释放弹簧，物块离开弹簧，滑上传送带刚

2、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：Ep1mv22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：NmgmvE

3、2R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相对Lvt621m8m由能量守恒定律知：QmgLs相对解得：Q=16J2．某人欲将质量m50kg的货箱推上高h1.0m的卡车，他使用的是一个长L5.0m的斜面（斜面与水平面在A处平滑连接）。假设货箱与水平面和斜面的动摩擦因数均为0.30。（说明把货箱做质点处理，当sin0.2时，cos0.98）(1)如果把货箱静止放在这个斜面上，则货箱受到的

4、摩擦力多大？(2)如果用平行于斜面的力在斜面上把货箱匀速向上推，所需的推力是多大？(3)如果把货箱放在水平面上的某处，用水平力推力F04.0102N推它并在A处撤去此力，为使货箱能到达斜面顶端，需从距A点至少多远的地方推动货箱？【答案】(1)100N；(2)247N；(3)4.94m【解析】【分析】【详解】(1)如果把货箱静止放在这个斜面上，则货箱受到的摩擦力为静摩擦力，大小为fmgsin50100.2N=100N(2)如果用平行于斜面的力在斜面上把货箱匀速向上推，所需的推力为Fmgcosmgsin247N(3)设需从距A点x远的地方推动货箱

5、，则由动能定理F0xmgxmgcosLmgh0解得x=4.94m3．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CD的距离L=4m，物块4与水平面的动摩擦因数=0.25，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力．求：(1)物块第一次滑到C点时的速度；(2)物块第一次滑上斜直轨道DE的最大高度；(3)物块最终停在距离D点多远的位置．【答案】(1)8m/s(2)2.2m(3

6、)0.8m【解析】【分析】根据动能定理可求物块第一次滑到C点时的速度；物块由A到斜直轨道最高点的过程，由动能定理求出物块第一次滑上斜直轨道DE的最大高度；物块将在轨道BCDE上做往返运动，直至停下，设物块在水平轨道CD上通过的总路程为S，根据动能定理求出．【详解】解：(1)根据动能定理可得mg(HR)1mv22解得v8m/s(2)物块由A到斜直轨道最高点的过程，由动能定理有：mg(HR)mgLmgh0解得：h2.2m(3)物块将在轨道BCDE上做往返运动，直至停下，设物块在水平轨道CD上通过的总路程为S，则：mg(HR)mgS0解得：S12.8m因:

7、S3L0.8m,故物块最终将停在距离D点0.8m处的位置．4．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)g；(3)1mgR2R4【解析】【分析】（1）根据几何关系求出平抛运动下降的高度，从而求出竖

8、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