高中物理动能定理的综合应用题20套(带答案)及解析.docx

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1、高中物理动能定理的综合应用题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．如图所示，光滑圆弧的半径为80cm，一质量为1.0kg的物体由A处从静止开始下滑到B点，然后又沿水平面前进3m，到达C点停止。物体经过B点时无机械能损失，g取10m/s2，求：（1）物体到达B点时的速度以及在B点时对轨道的压力；（2）物体在BC段上的动摩擦因数；（3）整个过程中因摩擦而产生的热量。【答案】（1）4m/s，30N；（2）4；（3）8J。15【解析】【分析】【详解】（1）根据机械能守恒有mgh1mv22代入数据解得v4m/s在B点处，对小球受力分析，根据牛

2、顿第二定律可得mv2FNmg代入数据解得RFN30N由牛顿第三定律可得，小球对轨道的压力为FNFN30N方向竖直向下（2）物体在BC段上，根据动能定理有12mgx0mv代入数据解得415（3）小球在整个运动过程中只有摩擦力做负功，重力做正功，由能量守恒可得Qmgh8J2．如图所示，光滑斜面AB的倾角θ=53°，BC为水平面，BC的长度lBC=1.10m，CD为光滑的1圆弧，半径R=0.60m．一个质量m=2.0kg的物体，从斜面上A点由静止开始下滑，物4体与水平面BC间的动摩擦因数μ=0.20.轨道在B，C两点光滑连接．当物体到达D点时，继续竖直向上运

3、动，最高点距离D点的高度h=0.20m，sin53=0°.8，cos53°=0.6.g取10m/s2.求：(1)物体运动到C点时速度大小vC(2)A点距离水平面的高度H(3)物体最终停止的位置到C点的距离s.【答案】(1)4m/s(2)1.02m(3)0.4m【解析】【详解】(1)物体由C点到最高点，根据机械能守恒得：mgRh1mvc22代入数据解得：vC4m/s(2)物体由A点到C点，根据动能定理得：mgHmglBC1mvc202代入数据解得：H1.02m(3)从物体开始下滑到停下，根据能量守恒得：mgxmgH代入数据，解得：x5.1m由于x4lBC0.

4、7m所以，物体最终停止的位置到C点的距离为：s0.4m．【点睛】本题综合考查功能关系、动能定理等；在处理该类问题时，要注意认真分析能量关系，正确选择物理规律求解．3．滑板运动是深受青少年喜爱的一项极限运动。如图所示为某一滑道的示意图，轨道AB可视为竖直平面内半径为R的1光滑圆弧，圆心为O，OA水平。轨道最低点B距水平面4CD高度为1m，由A点R，C点位于B点正下方。滑板和运动员（可看作质点）总质量为4静止下滑，从轨道中B点飞出，落在水平面上的E点。重力加速度为g。求：（1）运动员运动到B点时速度的大小；（2）运动员运动到B点时对轨道压力的大小；（3）C、E两点间

5、的距离。【答案】(1)vB2gR(2)3mg(3)R【解析】【详解】(1)运动员从A到B，根据动能定理mgR1mvB202解得：vB2gR(2)运动员到达B点时NBmgm运动员对轨道的压力为2vBRN'NB3mg(3)运动员空中飞行时间h1gt22解得：Rt2gC、E间距离为xvBtR4．有可视为质点的木块由A点以一定的初速度为4m/s水平向右运动，AB的长度为2m，物体和AB间动摩擦因素为μBC间动摩擦因素为3，1=0.1，BC无限长，物体和26求：（1）物体第一次到达B点的速度；（2）通过计算说明最后停在水平面上的位置距B点的距离．【答案】（1）v23m/

6、s（2）2m【解析】【分析】由题中“有可视为质点的木块由A点以一定的初速度为4m/s水平向右运动”可知，本题考查动能定理和能量守恒定律，根据对物体运动状态的分析结合能量变化可分析本题．【详解】（1）据题意，当物体从A运动到B点过程中，有：1mgsAB1mvB21mvA222带入数据求得：vB=23m/s（2）物体冲上斜面后，有：-2mgcos30oxBCmgsin30oxBC1mvB22解得：xBC0.8m则有：-22mgcos30oxBC1mgx1mvB22解得：x2m即物体又回到了A点．5．如图所示，在E＝103V/m的竖直匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道

7、QPN与一水平绝缘轨道MN在N点平滑相接，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径R＝40cm，N为半圆形轨道最低点，P为QN圆弧的中点，一带负电q＝10－4C的小滑块质量m＝10g，与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.15，位于N点右侧1.5m的M处，g取10m/s2，求：(1)小滑块从M点到Q点电场力做的功(2)要使小滑块恰能运动到半圆形轨道的最高点动？Q，则小滑块应以多大的初速度v0向左运(3)这样运动的小滑块通过P点时对轨道的压力是多大？【答案】(1)-0.08J(2)7m/s（3）0.6N【解析】【分析】【详解】（1）W=－qE·2RW=-0.08J(2)设

8、小滑块到达Q点时速度为v