高考物理动能与动能定理的基本方法技巧及练习题及练习题(含答案)及解析.docx

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1、高考物理动能与动能定理的基本方法技巧及练习题及练习题(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，

2、忽略空气阻力．求：（1）物块第一次通过C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

3、分所受的摩擦力大小为fmgcos37o0.60N所受合力为Fmgsin37of0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

4、．某游乐场拟推出一个新型滑草娱乐项目，简化模型如图所示。游客乘坐的滑草车（两者的总质量为60kg），从倾角为53的光滑直轨道AC上的B点由静止开始下滑，到达C点后进入半径为R5m，圆心角为53的圆弧形光滑轨道CD，过D点后滑入倾角为（可以在0剟75范围内调节）、动摩擦因数为3的足够长的草地轨道3DE。已知D点处有一小段光滑圆弧与其相连，不计滑草车在D处的能量损失，B点到C点的距离为L0=10m，g10m/s。求：(1)滑草车经过轨道D点时对轨道D点的压力大小；(2)滑草车第一次沿草地轨道DE向上滑行的

5、时间与的关系式；(3)取不同值时，写出滑草车在斜面上克服摩擦所做的功与tan的关系式。t2【答案】3000N；3；见解析(1)(2)cos(3)sin3【解析】【分析】【详解】(1)根据几何关系可知CD间的高度差HCDR1cos532m从B到D点，由动能定理得mgL0sin53HCD1mvD202解得vD102m/s对D点，设滑草车受到的支持力FD，由牛顿第二定律FDmgm解得vD2RFD3000N由牛顿第三定律得，滑草车对轨道的压力为3000N。(2)滑草车在草地轨道DE向上运动时，受到的合外力为

6、F合mgsinmgcos由牛顿第二定律得，向上运动的加速度大小为F合gsingcosam因此滑草车第一次在草地轨道DE向上运动的时间为tvDgsingcos代入数据解得t23cossin3(3)选取小车运动方向为正方向。①当0时，滑草车沿轨道DE水平向右运动，对全程使用动能定理可得mgL0sinR(1cos)+Wf1=00代入数据解得Wf16000J故当0时，滑草车在斜面上克服摩擦力做的功为W克16000J②当030时，则gsingcos滑草车在草地轨道DE向上运动后最终会静止在DE轨道上，向上运动的

7、距离为x2vD2gcos)2(gsin摩擦力做功为Wf2mgcosx2联立解得Wf26000(J)3tan1故当030时，滑草车在斜面上克服摩擦力做的功为W克26000(J)3tan1③当3075时gsingcos滑草车在草地轨道DE向上运动后仍会下滑，若干次来回运动后最终停在D处。对全程使用动能定理可得mgL0sinR(1cos)+Wf3=00代入数据解得Wf36000J故当3075时，滑草车在斜面上克服摩擦力做的功为W克36000J所以，当0或3075时，滑草车在斜面上克服摩擦力做的功为6000J

8、；当030时，滑草车在斜面上克服摩擦力做的功为6000(J)。3tan13．如图所示，小滑块（视为质点）的质量m=1kg；固定在地面上的斜面AB的倾角=37°、长s=1m，点A和斜面最低点B之间铺了一层均质特殊材料，其与滑块间的动摩擦因数μ可在0≤μ≤1.5之间调节。点B与水平光滑地面平滑相连，地面上有一根自然状态下的轻弹簧一端固定在O点另一端恰好在B点。认为滑块通过点B前、后速度大小不变；最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取g=10m/s2，sin37°=0