高中物理动能定理的综合应用解题技巧分析及练习题(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解题技巧分析及练习题(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，人骑摩托车做腾跃特技表演，以1.0m/s的初速度沿曲面冲上高0.8m、顶部水平的高台，若摩托车冲上高台的过程中始终以额定功率1.8kW行驶，经过1.2s到达平台顶部，然后离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑．A、B为圆弧两端点，其连线水平．已知圆弧半径为R＝1.0m，人和车的总质量为180kg，特技表演的全过程中不计一切阻力(计算中取g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6

2、)．求：(1)人和车到达顶部平台的速度v；(2)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离x；(3)圆弧对应圆心角；(4)人和车运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力．【答案】（1）3m/s（2）1.2m（3）106°（4）7.74×103N【解析】【分析】【详解】（1）由动能定理可知：Pt1mgH1mv21mv0222v＝3m/s（2）由H1gt22,svt2可得：sv2H1.2m2g（3）摩托车落至A点时，其竖直方向的分速度vygt24m/s设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为α，则vy4，即α＝53°tanv3所以θ＝2α＝106°（4）在摩托车由最高点飞出

3、落至O点的过程中，由机械能守恒定律可得：mg[HR(1cos)]1mv21mv222v2在O点：NmgmR所以N＝7740N由牛顿第三定律可知，人和车在最低点O时对轨道的压力为7740N2．为了研究过山车的原理，某物理小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为θ=60°、长为L1=23m的倾斜轨道AB，通过微小圆弧与长为L2=3m的水平轨道BC相2连，然后在C处设计一个竖直完整的光滑圆轨道，出口为水平轨道上D处，如图所示.现将一个小球从距A点高为h=0.9m的水平台面上以一定的初速度v0水平弹出，到A点时小球的速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下

4、.已知小球与AB和BC间的动摩擦因数均为μ=3，g取10m/s2.3（1）求小球初速度v0的大小；（2）求小球滑过C点时的速率vC；（3）要使小球不离开轨道，则竖直圆弧轨道的半径R应该满足什么条件？【答案】（1）6m/s（2）36m/s（3）0

5、vC＝36m/s22（3）小球刚刚过最高点时，重力提供向心力，则：＝mv2mgR11mvC2＝2mgR11mv222代入数据解得R1=1．08m当小球刚能到达与圆心等高时1mvC2＝mgR22代入数据解得R2=2．7m当圆轨道与AB相切时R3=BC?tan60°．=15m即圆轨道的半径不能超过1．5m综上所述，要使小球不离开轨道，R应该满足的条件是0＜R≤1．08m．考点：平抛运动；动能定理3．如图，固定在竖直平面内的倾斜轨道AB，与水平光滑轨道BC相连，竖直墙壁CD高H0.2m，紧靠墙壁在地面固定一个和CD等高，底边长L0.3m的斜面，一个质量m0.1kg的小

6、物块平抛出，已知小物块在段与水平面的夹角为(视为质点)在轨道AB上从距离B点l4m处由静止释放，从C点水AB段与轨道间的动摩擦因数为0.5，达到B点时无能量损失；ABo2，sin37o0.6，cos37o0.8)37.(重力加速度g10m/s(1)求小物块运动到B点时的速度大小；(2)求小物块从C点抛出到击中斜面的时间；(3)改变小物块从轨道上释放的初位置，求小物块击中斜面时动能的最小值.【答案】(1)4m/s(2)1s(3)0.15J15【解析】【分析】(1)对滑块从A到B过程，根据动能定理列式求解末速度；(2)从C点画出后做平抛运动，根据分位移公式并结合几

7、何关系列式分析即可；(3)动能最小时末速度最小，求解末速度表达式分析即可.【详解】1对滑块从A到B过程，根据动能定理，有：mglsin37oμo12，mgcos372mvB解得：vB4m/s；2设物体落在斜面上时水平位移为x，竖直位移为y，画出轨迹，如图所示：对平抛运动，根据分位移公式，有：xv0t，y1gt2，2结合几何关系，有：HyH2xL，3解得：t1s；153对滑块从A到B过程，根据动能定理，有：mglsin37mgcos371mvBoμo2，2对平抛运动，根据分位移公式，有：xv0t，y1gt2，2结合几何关系，有：HyH2xL，3从A到碰撞到斜面过程

8、,根据动能定理有：mgl