高中物理动能定理的综合应用解析版汇编及解析.docx

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1、高中物理动能定理的综合应用解析版汇编及解析一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．一辆汽车发动机的额定功率P=200kW，若其总质量为m=103kg，在水平路面上行驶时，汽车以加速度a12从静止开始匀加速运动能够持续的最大时间为t1=4s，然后保持恒定=5m/s的功率继续加速t2=14s达到最大速度。设汽车行驶过程中受到的阻力恒定，取g=10m/s2.求：(1)汽车所能达到的最大速度；(2)汽车从启动至到达最大速度的过程中运动的位移。【答案】(1)40m/s；(2)480m【解析】【分析】【详解】(1)汽

2、车匀加速结束时的速度v1a1t120m/s由P=Fv可知，匀加速结束时汽车的牵引力F1P4=1×10Nv1由牛顿第二定律得F1fma1解得f=5000N汽车速度最大时做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可知，此时汽车的牵引力F=f=5000N由PFv可知，汽车的最大速度：PPv==40m/sFf(2)汽车匀加速运动的位移1v1t140mx=2对汽车，由动能定理得F1x1Pt2fs1mv202解得s=480m2．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

3、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

4、据动能定理有mgx01mv22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Qmgh8J3．质量为m=0.5kg、可视为质点的小滑块，从光滑斜面上高h0=0.6m的A点由静止开始自由滑下。已知斜面AB与水平面BC在B处通过一小圆弧光滑连接。长为x0=0.5m的水平面BC与滑块之间的动摩擦因数μ=0.3，C点右侧有3级台阶（台阶编号如图所示），D点右侧是足够长的水平面。每级台阶的高度均为h=0.2m，宽均为L=0.4m。（设滑块从C点滑出后与地面或台阶碰撞后不再弹起）。(

5、1)求滑块经过B点时的速度vB；(2)求滑块从B点运动到C点所经历的时间t；(3)（辨析题）某同学是这样求滑块离开C点后，落点P与C点在水平方向距离x，滑块离开C点后做平抛运动，下落高度H=4h=0.8m，在求出滑块经过C点速度的基础上，根据平抛运动知识即可求出水平位移x。你认为该同学解法是否正确？如果正确，请解出结果。如果不正确，请说明理由，并用正确的方法求出结果。【答案】(1)23m/s；(2)0.155s；（3）不正确，因为滑块可能落到某一个台阶上；正确结果1.04m【解析】【详解】(1)物体在斜面AB上

6、下滑，机械能守恒mgh01mvB202解得vB2gh0＝2100.623m/s(2)根据动能定理得mgh0mgx01mvC202解得vC2g(h0x0)210(0.60.30.5)3m/s根据牛顿第二定律得mgma则ag0.310m/s23m/s2t1vCvB323s0.155sa3(3)不正确，因为滑块可能落到某一个台阶上。正确解法：假定无台阶，滑块直接落在地上t2H20.8s0.4sg10水平位移xvct1.2m恰好等于3L（也就是恰好落在图中的D点），因此滑块会撞在台阶上。当滑块下落高度为2h时t22h2

7、20.2s0.283sg10水平位移xvct30.283m0.85m大于2L，所以也不会撞到①、②台阶上，而只能落在第③级台阶上。则有3h1gt22，xpcvct22解得xpc33m1.04m5【点睛】根据机械能守恒定律或动能动能定理求出滑块经过B点时的速度vB。根据动能定理求出滑块到达C点的速度，再通过牛顿第二定律和运动学公式求出从B点运动到C点所经历的时间t。因为物体做平抛运动不一定落到地面上，可能落在某一个台阶上，先根据假设法判断物体所落的位置，再根据平抛运动的知识求出水平位移。4．如图甲所示，带斜面的足

8、够长木板P，质量M=3kg。静止在水平地面上，其右侧靠竖直墙壁，倾斜面BC与水平面AB的夹角=37、两者平滑对接。t=0时，质量m=1kg、可视为质点的滑块Q从顶点C由静止开始下滑，图乙所示为Q在0~6s内的速率v随时间t变化的部分图线。已知P与Q间的动摩擦因数是P与地面间的动摩擦因数的°5倍，sin37=0.6，°2cos37=0.8，g取10m/s。求：(1)木板P与地面间的动摩擦