高考物理动能与动能定理及其解题技巧及练习题(含答案)含解析.docx

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1、高考物理动能与动能定理及其解题技巧及练习题(含答案)含解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1.如图所示,圆弧轨道AB是在竖直平面内的1圆周,B点离地面的高度h=0.8m,该处切4线是水平的,一质量为m=200g的小球(可视为质点)自A点由静止开始沿轨道下滑(不计小球与轨道间的摩擦及空气阻力),小球从B点水平飞出,最后落到水平地面上的D点.已知小物块落地点D到C点的距离为x=4m,重力加速度为g=10m/s2.求:(1)圆弧轨道的半径(2)小球滑到B点时对轨道的压力.【答案】

2、(1)圆弧轨道的半径是5m.(2)小球滑到B点时对轨道的压力为6N,方向竖直向下.【解析】(1)小球由B到D做平抛运动,有:h=1gt22x=vBt解得:vBxg1010m/s420.82hA到B过程,由动能定理得:12-0mgR=mvB2解得轨道半径R=5m(2)在B点,由向心力公式得:NmgmvB2R解得:N=6N根据牛顿第三定律,小球对轨道的压力N=N=6N,方向竖直向下点睛:解决本题的关键要分析小球的运动过程,把握每个过程和状态的物理规律,掌握圆周运动靠径向的合力提供向心力,运用运动的分解法进行研

3、究平抛运动.2.如图所示,粗糙水平桌面上有一轻质弹簧左端固定在A点,自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP,其形状为半径R=1.0m的圆环剪去了左上角120°的圆弧,MN为其竖直直径,P点到桌面的竖直距离是h=2.4m。用质量为m=0.2kg的物块将弹簧由B点缓慢压缩至C点后由静止释放,弹簧在C点时储存的弹性势能Ep=3.2J,物块飞离桌面后恰好P点沿切线落入圆轨道。已知物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.4,重力加速度g值取10m/s2,不计空气阻力,求

4、∶(1)物块通过P点的速度大小;(2)物块经过轨道最高点M时对轨道的压力大小;(3)C、D两点间的距离;【答案】(1)8m/s;(2)4.8N;(3)2m【解析】【分析】【详解】(1)通过P点时,由几何关系可知,速度方向与水平方向夹角为60o,则vy22ghsin60ovyv整理可得,物块通过P点的速度v8m/s(2)从P到M点的过程中,机械能守恒1mv2=mgR(1cos60o)+1mvM222在最高点时根据牛顿第二定律mvM2FNmgR整理得FN4.8N根据牛顿第三定律可知,物块对轨道的压力大小为4.

5、8N(3)从D到P物块做平抛运动,因此vDvcos60o4m/s从C到D的过程中,根据能量守恒定律Epmgx1mvD22C、D两点间的距离x2m3.如图所示,不可伸长的细线跨过同一高度处的两个光滑定滑轮连接着两个物体A和B,A、B质量均为m。A套在光滑水平杆上,定滑轮离水平杆的高度为h。开始时让连着A的细线与水平杆的夹角α。现将A由静止释放(设B不会碰到水平杆,A、B均可视为质点;重力加速度为g)求:(1)当细线与水平杆的夹角为β(90)时,A的速度为多大?(2)从开始运动到A获得最大速度的过程中,绳拉力

6、对A做了多少功?【答案】(1)vA2gh11;(2)WTmgh1cos2sinsinhsin【解析】【详解】(2)A、B的系统机械能守恒EP减EK加mghh1mvA21mvB2sinsin22vAcosvB解得vA2gh111cos2sinsin(2)当A速度最大时,B的速度为零,由机械能守恒定律得EP减EK加mghh1mvAm2sin2对A列动能定理方程WT1mvAm22联立解得hWTmghsin4.如图所示是一种特殊的游戏装置,CD是一段位于竖直平面内的光滑圆弧轨道,圆弧半径为10m,末端D处的切线方

7、向水平,一辆玩具滑车从轨道的C点处下滑,滑到D点时速度大小为10m/s,从D点飞出后落到水面上的B点。已知它落到水面上时相对于O点(D点正下方)的水平距离OB10m。为了能让滑车抛到水面上的更远处,有人在轨道的下方紧贴D点安装一水平传送带,传送带右端轮子的圆心与D点的水平距离为8m,轮子半径为0.4m(传送带的厚度不计),若传送带与玩具滑车之间的动摩擦因数为0.4,玩具滑车的质量为4kg,不计空气阻力(把玩具滑车作质点处理),求(1)玩具滑车到达D点时对D点的压力大小。(2)如果传送带保持不动,玩具滑车到

8、达传送带右端轮子最高点时的速度和落水点位置。(3)如果传送带是在以某一速度匀速运动的(右端轮子顺时针转),试讨论玩具滑车落水点与传送带速度大小之间的关系。【答案】(1)80N;(2)6m/s,6m;(3)见解析。【解析】【详解】(1)玩具滑车到达D点时,由牛顿第二定律:FDmgmvD2R解得FDmgmvD2=404102=80N;R10(2)若无传送带时,由平抛知识可知:xvDt解得t1s如果传送带保持不动,则当小车滑到最右端

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