高考物理动能定理的综合应用专项训练100(附答案).docx

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1、高考物理动能定理的综合应用专项训练100(附答案)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，轨道ABC被竖直地固定在水平桌面上，A距水平地面高H＝0.75m，C距水平地面高h＝0.45m。一个质量m＝0.1kg的小物块自A点从静止开始下滑，从C点以水平速度飞出后落在地面上的D点。现测得C、D两点的水平距离为x＝0.6m。不计空气阻力，取g＝10m/s2。求(1)小物块从C点运动到D点经历的时间t；(2)小物块从C点飞出时速度的大小vC；(3)小物块从A点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功。【答案】(1)t=0.

2、3s(2)vC=2.0m/s(3)0.1J【解析】【详解】（1）小物块从C水平飞出后做平抛运动，由h1gt22得小物块从C点运动到D点经历的时间t2h0.3sg（2）小物块从C点运动到D，由xvCt得小物块从C点飞出时速度的大小x2.0m/svCt（3）小物块从A点运动到C点的过程中，根据动能定理得mgHhWf1mvC202Wf1mvC2mgHh-0.1J2此过程中克服摩擦力做的功WfWf0.1J2．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，通过微小圆

3、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

4、满足什么条件．【答案】(1)4.5J；(2)10m/s；(3)R≥5m或0＜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v0vy2gh3m/stantan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

5、，要使小球不脱离轨道，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1mvC22mghmgR解得RvC2=5m；2g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．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，

6、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】(

7、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＝6m/sB到C过程，由牛顿第二定律μ1mg＝ma2分)解得a＝4m/s(2参赛者加速至vC历时t＝vCvB＝0.5sa位移x1＝vBvCt＝2.5m

8、s.(3)0.5s内传送带位移x2＝vt＝3m参赛者与传送带的相对位移x＝x2－x1＝0.5m传送带由于传送参赛者多消耗的电能E＝μmg1212x＋mvC－mvB＝720J.1224．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），