高考物理动能与动能定理答题技巧及练习题(含答案)及解析.docx

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1、高考物理动能与动能定理答题技巧及练习题(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．如图所示，斜面ABC下端与光滑的圆弧轨道CDE相切于C，整个装置竖直固定，D是最低点，圆心角∠DOC＝37°，E、B与圆心O等高，圆弧轨道半径R＝0.30m，斜面长L＝1.90m，AB部分光滑，BC部分粗糙．现有一个质量m＝0.10kg的小物块P从斜面上端A点无初速下滑，物块P与斜面BC部分之间的动摩擦因数μ＝0.75．取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2，忽略空气阻力．求：（1）物块第一次通过C

2、点时的速度大小vC．（2）物块第一次通过D点时受到轨道的支持力大小FD．（3）物块最终所处的位置．【答案】（1）32m/s（2）7.4N（3）0.35m【解析】【分析】由题中“斜面ABC下端与光滑的圆弧轨道CDE相切于C”可知，本题考查动能定理、圆周运动和机械能守恒，根据过程分析，运用动能定理、机械能守恒和牛顿第二定律可以解答．【详解】（1）BC长度lRtan53o0.4m，由动能定理可得mg(Ll)sin37o1mvB22代入数据的vB32m/s物块在BC部分所受的摩擦力大小为fmgcos37o0.60N所受合力为Fmgs

3、in37of0故vCvB32m/s（2）设物块第一次通过D点的速度为vD，由动能定理得mgR(1cos37o)1mvD21mvC222有牛顿第二定律得FDmgmvD2R联立解得FD7.4N（3）物块每次通过BC所损失的机械能为Efl0.24J物块在B点的动能为EkB1mvB22解得EkB0.9J物块经过BC次数n0.9J=3.750.24J设物块最终停在距离C点x处，可得mg(Lx)sin37of(3l+x)0代入数据可得x0.35m2．儿童乐园里的弹珠游戏不仅具有娱乐性还可以锻炼儿童的眼手合一能力。某弹珠游戏可简化成如图所示

4、的竖直平面内OABCD透明玻璃管道，管道的半径较小。为研究方便建立平面直角坐标系，O点为抛物口，下方接一满足方程y5x2的光滑抛物线形状管道OA；9AB、BC是半径相同的光滑圆弧管道，CD是动摩擦因数μ＝0.8的粗糙直管道；各部分管道在连接处均相切。A、B、C、D的横坐标分别为xA＝1.20m、xB＝2.00m、xC＝2.65m、xD＝3.40m。已知，弹珠质量m＝100g，直径略小于管道内径。E为BC管道的最高点，在有一反弹膜能无能量损失的反弹弹珠，sin37°＝0.6，sin53°＝0.8，g＝10m/s2，求：

5、D处（1）若要使弹珠不与管道OA触碰，在O点抛射速度ν0应该多大；（2）若要使弹珠第一次到达E点时对轨道压力等于弹珠重力的3倍，在O点抛射速度v0应该多大；（3）游戏设置3次通过E点获得最高分，若要获得最高分在O点抛射速度ν0的范围。【答案】（1）3m/s（2）206m/s2m/s（3）23m/s＜ν＜2【解析】【详解】（1）由y5x2得：A点坐标（1.20m，0.80m）9由平抛运动规律得：xA＝v0t，yA1gt22代入数据，求得t＝0.4s，v0＝3m/s；（2）由速度关系，可得θ＝53°求得AB、BC圆弧的半径R＝0

6、.5mOE过程由动能定理得：mgyA﹣mgR（1﹣cos53）°1mvE21mv0222解得v0＝22m/s；（3）sinα2.652.000.400.5，α＝30°0.5CD与水平面的夹角也为α＝30°设3次通过E点的速度最小值为v1．由动能定理得mgyA﹣mgR（1﹣cos53）﹣°2μmgxCDcos30＝°01mv122解得v1＝23m/s设3次通过E点的速度最大值为v2．由动能定理得mgyA﹣mgR（1﹣cos53）﹣°4μmgxCDcos30＝°01mv222解得v2＝6m/s考虑2次经过E点后不从O点离开，有﹣2

7、μmgxCD°＝012cos302mv3解得v3＝26m/s故23m/s＜ν0＜26m/s3．如图所示，一根轻弹簧左端固定于竖直墙上，右端被质量m1kg可视为质点的小物块压缩而处于静止状态，且弹簧与物块不栓接，弹簧原长小于光滑平台的长度．在平台的右端有一传送带，AB长L5m，物块与传送带间的动摩擦因数10.2，与传送带相邻的粗糙水平面BC长s=1.5m，它与物块间的动摩擦因数20.3，在C点右侧有一半径为R的光滑竖直圆弧与BC平滑连接，圆弧对应的圆心角为120o，在圆弧的最高点F处有一固定挡板，物块撞上挡板后会以原速率反弹回来

8、．若传送带以v5m/s的速率顺时针转动，不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失．当弹簧储存的Ep18J能量全部释放时，小物块恰能滑到与圆心等高的E点，取g10m/s2．（1）求右侧圆弧的轨道半径为R;（2）求小物块最终停下时与C点的距离;（3）若传送带的速度大小可调，欲使小物