高中物理动能定理的综合应用答题技巧及练习题(含答案)及解析.docx

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1、高中物理动能定理的综合应用答题技巧及练习题(含答案)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,竖直平面内的轨道由直轨道AB和圆弧轨道BC组成，直轨道AB和圆弧轨道BC平滑连接，小球从斜面上A点由静止开始滑下,滑到斜面底端后又滑上一个半径为R=0.4m的圆轨道；（1）若接触面均光滑，小球刚好能滑到圆轨道的最高点C，求斜面高h；（2）若已知小球质量m=0.1kg，斜面高h=2m，小球运动到C点时对轨道压力为mg，求全过程中摩擦阻力做的功．【答案】（1）1m；（2）-0.8J；【解析】【详解】（

2、1）小球刚好到达C点,重力提供向心力，由牛顿第二定律得：mgmv2R从A到C过程机械能守恒,由机械能守恒定律得：mgh2R1mv2,2解得：h2.5R2.50.4m1m；（2）在C点,由牛顿第二定律得：mgmgmvC2,R从A到C过程，由动能定理得：mgh2RWf1mvC20,2解得：Wf0.8J；2．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/

3、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.(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

4、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，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

5、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．3．一质量为0.5kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5m的位置B处是一面墙，如图所示，物块以v0=9m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s，碰后以6m/s的速度反向运动直至静止．g取10m/s2．(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ；(2)若碰撞时间为0.05s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F．【答案】（1）0.32（2）F=130N【解析】试题分析：（1）对A到墙壁过程，运用动能定理得：，

6、代入数据解得：μ=0.32．（2）规定向左为正方向，对碰墙的过程运用动量定理得：代入数据解得：F=130N．F△t=mv′﹣mv，4．如图所示，质量为m1.0kg的小物体从A点以vA5.0m/s的初速度沿粗糙的水平面匀减速运动距离s=1.0m到达B点，然后进入半径R=0.4m竖直放置的光滑半圆形轨道，小物体恰好通过轨道最高点C后水平飞出轨道，重力加速度g取l0m/s2。求：(1)小物体到达B处的速度vB；(2)小物体在B处对圆形轨道压力的大小FN；(3)粗糙水平面的动摩擦因数μ。【答案】(1)

7、25m/s；(2)60N；(3)0.25。【解析】【详解】(1)小物体恰好通过最高点C，由重力提供向心力，则：2vCmgm得到：vcgR2m/s小物体从B点运动到C点过程中机械能守恒，则：1mvB21mvC2mg2R22得到：vBvC24gR25m/s；(2)设小物体在B处受到的支持力为FN'，根据牛顿第二定律有：FN'mgmvB2R得到：FN'6mg60N根据牛顿第三定律可知，小物块对轨道的压力FN大小为60N，方向竖直向下。(3)小物体由A到B过程，由动能定理得到：mgs1mvB21mvA222得到：0.

8、25。【点睛】本题关键是恰好通过最高点，由重力提供向心力，然后再根据牛顿第二定律、机械能守恒和动能定理结合进行求解。5．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41m，由A点CD高度为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