高考物理动能与动能定理(一)解题方法和技巧及练习题及解析.docx

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1、高考物理动能与动能定理(一)解题方法和技巧及练习题及解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．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

2、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】(1)3000N3；(2)cos；(3)见解析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FmgmvD2DR解得FD3000N由牛顿第三定律得，滑草车对轨道的压力为3000N。(2)滑草

3、车在草地轨道DE向上运动时，受到的合外力为F合mgsinmgcos由牛顿第二定律得，向上运动的加速度大小为aF合gsingcosm因此滑草车第一次在草地轨道DE向上运动的时间为tvDgcosgsin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

4、道上，向上运动的距离为x2vD22(gsingcos)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；当030

5、6000(J)。时，滑草车在斜面上克服摩擦力做的功为3tan12．如图所示，粗糙水平地面与半径为R=0.4m的粗糙半圆轨道BCD相连接，且在同一竖直平面内，O是BCD的圆心，BOD在同一竖直线上．质量为m=1kg的小物块在水平恒力F=15N的作用下，从A点由静止开始做匀加速直线运动，当小物块运动到B点时撤去F，小物块沿半圆轨道运动恰好能通过D点，已知A、B间的距离为3m，小物块与地面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10m/s2．求：（1）小物块运动到B点时对圆轨道B点的压力大小．（2）小物块离开D点后落到地面上的点与D点

6、之间的距离【答案】（1）160N（2）0.82m【解析】【详解】（1）小物块在水平面上从A运动到B过程中，根据动能定理，有：（F-μmg）xAB1mvB2=2-0在B点，以物块为研究对象，根据牛顿第二定律得：NmgmvB2R联立解得小物块运动到B点时轨道对物块的支持力为：N=160N由牛顿第三定律可得，小物块运动到B点时对圆轨道B点的压力大小为：N′=N=160N（2）因为小物块恰能通过D点，所以在D点小物块所受的重力等于向心力，即：2mgmvDR可得：vD=2m/s设小物块落地点距B点之间的距离为x，下落时间为t，根据平抛

7、运动的规律有：x=vDt，12R=gt22解得：x=0.8m则小物块离开D点后落到地面上的点与D点之间的距离l2x0.82m3．如图所示，半径为R的四分之三圆周轨道固定在竖直平面内，O为圆轨道的圆心，D为圆轨道的最高点，圆轨道内壁光滑，圆轨道右侧的水平面BC与圆心等高．质量为m的小球从离B点高度为h处（3Rh3R）的A点由静止开始下落，从B点进入圆轨道，2重力加速度为g）．（1）小球能否到达D点？试通过计算说明；（2）求小球在最高点对轨道的压力范围；（3）通过计算说明小球从D点飞出后能否落在水平面BC上，若能，求落点与B点水平

8、距离d的范围．【答案】（1）小球能到达D点；（2）0F3mg；（3）21Rd221R【解析】【分析】【详解】mvD2（1）当小球刚好通过最高点时应有：mgR由机械能守恒可得：mvD2mghR2联立解得h3R，因为h的取值范围为3Rh3R，小球能到达D点；22（2）设小球在D点