高中物理动能定理的综合应用解题技巧及经典题型及练习题(含答案)含解析.docx

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1、高中物理动能定理的综合应用解题技巧及经典题型及练习题(含答案)含解析一、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

2、据牛顿第二定律可得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．如图甲所示，倾斜的传送带以恒定的速率逆时针运行．在t＝0时刻，将质量为1.0kg的物块(可视为质点)无初速度地放在传送带的最上端A点，经过1.0s，物块从最下端的B点离开传送带．取沿传送带向下为速度的正方向，则物块的对地速度随时间变化的图象如图乙所示(g＝10m/s2)，求：(1)物块与传

3、送带间的动摩擦因数；(2)物块从A到B的过程中，传送带对物块做的功．【答案】(1)3－3.75J(2)5【解析】解：(1)由图象可知，物块在前0.5s的加速度为：a1v1=8?m/s2t1后0.5s的加速度为：a2v2v22?m/s2t2物块在前0.5s受到的滑动摩擦力沿传送带向下，由牛顿第二定律得：mgsinmgcosma1物块在后0.5s受到的滑动摩擦力沿传送带向上，由牛顿第二定律得：mgsinmgcosma2联立解得：35(2)由v－t图象面积意义可知，在前0.5s，物块对地位移为：x1v1t12则摩擦力对物块做功：W1mgcos·x1在后0.5s，物块对地位移为：xv

4、1v2t212则摩擦力对物块做功W2－mgcos·x2所以传送带对物块做的总功：WW1W2联立解得：W＝－3.75J3．我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一．如图1-所示，质量m＝60kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a＝3.6m/s2匀加速滑下，到达助滑道末端B时速度vB＝24m/s，A与B的竖直高度差H＝48m．为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧．助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h＝5m，运动员在B、C间运动时阻力做功W＝－1530J，g取10m/s2.

5、(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力F的大小；f(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大？【答案】(1)144N(2)12.5m【解析】试题分析：（1）运动员在AB上做初速度为零的匀加速运动，设AB的长度为x，斜面的倾角为α，则有2vB=2ax根据牛顿第二定律得Hmgsinα﹣Ff=ma又sinα=x由以上三式联立解得Ff=144N（2）设运动员到达C点时的速度为vC到达C的过程中，由动能定理有，在由Bmgh+W=1mvC2-1mvB222设运动员在C点所受的支持力为FN，由牛顿第二定律得由运动员能承受的最大压力为其所受重力的6倍

6、，即有考点：牛顿第二定律；动能定理2FN﹣mg=mvCRFN=6mg联立解得R=12．5m【名师点睛】本题中运动员先做匀加速运动，后做圆周运动，是牛顿第二定律、运动学公式、动能定理和向心力的综合应用，要知道圆周运动向心力的来源，涉及力在空间的效果，可考虑动能定理．4．在某电视台举办的冲关游戏中，AB是处于竖直平面内的光滑圆弧轨道，半径R=1.6m，BC是长度为L1=3m的水平传送带，CD是长度为L2=3.6m水平粗糙轨道，AB、CD轨道与传送带平滑连接，参赛者抱紧滑板从A处由静止下滑，参赛者和滑板可视为质点，参赛者质量m=60kg，滑板质量可忽略．已知滑板与传送带、水平轨道

7、的动摩擦因数分别为μ1=0.4、μ2=0.5，g取10m/s2.求：（1）参赛者运动到圆弧轨道B处对轨道的压力；（2）若参赛者恰好能运动至D点，求传送带运转速率及方向；（3）在第（2）问中，传送带由于传送参赛者多消耗的电能．【答案】（1）1200N，方向竖直向下（2）顺时针运转，v=6m/s（3）720J【解析】(1)对参赛者：A到B过程，由动能定理mgR(1－cos60°)＝1mvB22解得vB＝4m/s在B处，由牛顿第二定律NB－mg＝mv2BR解得NB＝2mg＝1200N根据牛顿第三定律：参赛者对