高考物理动能定理的综合应用专题训练答案及解析.docx

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1、（物理）高考物理动能定理的综合应用专题训练答案及解析一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一．如图1-所示，质量m＝60kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a＝3.6m/s2匀加速滑下，到达助滑道末端B时速度vB＝24m/s，A与B的竖直高度差H＝48m．为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧．助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h＝5m，运动员在B、C间运动时阻力做功W＝－1530J，g取10m/s2.(1)求运动员在AB段下滑时受到

2、阻力Ff的大小；(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大？【答案】(1)144N(2)12.5m【解析】试题分析：（1）运动员在AB上做初速度为零的匀加速运动，设AB的长度为x，斜面的倾α角为，则有vB2=2ax根据牛顿第二定律得Hmgsinα﹣Ff=ma又sinα=x由以上三式联立解得Ff=144N（2）设运动员到达C点时的速度为vCB到达C的过程中，由动能定理有，在由1212mgh+W=mvC-2mvB2设运动员在C点所受的支持力为FN，由牛顿第二定律得由运动员能承受的最大压力为其所受重力的6倍，即有考点：牛顿第二定律；动能定理FN﹣

3、mg=mvC2RFN=6mg联立解得R=12．5m【名师点睛】本题中运动员先做匀加速运动，后做圆周运动，是牛顿第二定律、运动学公式、动能定理和向心力的综合应用，要知道圆周运动向心力的来源，涉及力在空间的效果，可考虑动能定理．2．在某电视台举办的冲关游戏中，AB是处于竖直平面内的光滑圆弧轨道，半径R=1.6m，BC是长度为L1=3m的水平传送带，CD是长度为L2=3.6m水平粗糙轨道，AB、CD轨道与传送带平滑连接，参赛者抱紧滑板从A处由静止下滑，参赛者和滑板可视为质点，参赛者质量m=60kg，滑板质量可忽略．已知滑板与传送带、水平轨道的动摩擦因数分别为2（1）参赛者运动到圆弧轨道B处对

4、轨道的压力；（2）若参赛者恰好能运动至D点，求传送带运转速率及方向；（3）在第（2）问中，传送带由于传送参赛者多消耗的电能．【答案】（1）1200N，方向竖直向下（2）顺时针运转，v=6m/s（3）720J【解析】(1)对参赛者：A到B过程，由动能定理mgR(1－cos60°)＝1mvB22解得vB＝4m/s在B处，由牛顿第二定律NB－mg＝mv2BR解得NB＝2mg＝1200N根据牛顿第三定律：参赛者对轨道的压力N′B＝NB＝1200N，方向竖直向下．(2)C到D过程，由动能定理－μ2mgL2＝0－1mvC22解得vC＝6/msB到C过程，由牛顿第二定律μ1mg＝ma解得a＝4/2(

5、2分)ms参赛者加速至vC历时t＝vCvB＝0.5sa位移x1＝vBvCt＝2.5m

6、左匀加速运动,当斜面体到达障碍物与其碰撞后,斜面体立即停止运动,小物块水平抛出,最后落在障碍物的左侧P处(图中未画出),已知斜面体与地面间的动摩擦因数为μ1,斜面倾角为θ,重力加速度为g,滑动摩擦力等于最大静摩擦力,求:(1)小物块与斜面间的动摩擦因数μ2;(2)要使物块在地面上的落点P距障碍物Q最远,水平推力F为多大;(3)小物块在地面上的落点P距障碍物Q的最远距离．【答案】（1）2tan（2）FMmgsin1Mmg（3）costansin22hdsinhcostansintan【解析】【分析】对m受力分析，由共点力平衡条件可以求出动摩擦因数；以m为研究对象，求出最大加速度，以系统

7、为研究对象，由牛顿第二定律求出最大推力；对系统由动能定理求出最大速度，然后由平抛运动规律求出最大水平位移．【详解】(1)对m由平衡条件得：mgsinθ-μ2mgcosθ=0解得：μ2=tanθ(2)对m设其最大加速度为am，由牛顿第二定律得水平方向：Nsinθ+μ2Ncosθ=mam竖直方向：Ncosθ-μ2Nsinθ-mg=02gsin解得：atansincos对M、m整体由牛顿第二定律得：F-μ1(M+m)g=(M+m)am解得：F1M2M