高中物理动能定理的综合应用的基本方法技巧及练习题及练习题(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的基本方法技巧及练习题及练习题(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，一条带有竖直圆轨道的长轨道水平固定，底端分别与两侧的直轨道相切，半径R=0.5m。物块A以v0=10m/s的速度滑入圆轨道，滑过最高点N，再沿圆轨道滑出，P点左侧轨道光滑，右侧轨道与物块间的动摩擦因数都为μ=0.4，A的质量为m=1kg（A可视为质点），求：(1)物块经过N点时的速度大小；(2)物块经过N点时对竖直轨道的作用力；(3)物块最终停止的位置。【答案】(1)v45m/s；(2)150N，作用力方向竖直向上；(

2、3)x12.5m【解析】【分析】【详解】(1)物块A从出发至N点过程，机械能守恒，有1mv02mg2R1mv222得vv024gR45m/s(2)假设物块在N点受到的弹力方向竖直向下为FN，由牛顿第二定律有mgFNmv2R得物块A受到的弹力为FNmv2150NmgR由牛顿第三定律可得，物块对轨道的作用力为FNFN150N作用力方向竖直向上(3)物块A经竖直圆轨道后滑上水平轨道，在粗糙路段有摩擦力做负功，动能损失，由动能定理，有mgx01mv022得x12.5m2．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，

3、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、水平轨道的动摩擦因数分别为2（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－co

4、s60°)＝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：参赛者对轨道的压力N′B＝NB＝1200N，方向竖直向下．(2)C到D过程，由动能定理－μ2mgL2＝0－1mvC22解得vC＝6m/sB到C过程，由牛顿第二定律μ1mg＝ma解得a＝4m/s2(2分)参赛者加速至vC历时t＝vCvB＝0.5sa位移x1＝vBvCt＝2.5m

5、x2＝vt＝3m参赛者与传送带的相对位移x＝x2－x1＝0.5m传送带由于传送参赛者多消耗的电能E＝μ1mgx＋1mvC2－1mvB2＝720J.223．如图光滑水平导轨AB的左端有一压缩的弹簧，弹簧左端固定，右端前放一个质量为m=1kg的物块（可视为质点），物块与弹簧不粘连，B点与水平传送带的左端刚好平齐接触，传送带的长度BC的长为L=6m，沿逆时针方向以恒定速度v=2m/s匀速转动．CD为光滑的水平轨道，C点与传送带的右端刚好平齐接触，DE是竖直放置的半径为R=0.4m的光滑半圆轨道，DE与CD相切于D点．已知物块与

6、传送带间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2．（1）若释放弹簧，物块离开弹簧，滑上传送带刚好能到达C点，求弹簧储存的弹性势能Ep；（2）若释放弹簧，物块离开弹簧，滑上传送带能够通过C点，并经过圆弧轨道DE，从其最高点E飞出，最终落在CD上距D点的距离为x=1.2m处（CD长大于1.2m），求物块通过E点时受到的压力大小；（3）满足（2）条件时，求物块通过传送带的过程中产生的热能．【答案】（1）Ep【解析】【详解】（1）由动量定理知：mgL01mv22由能量守恒定律知：Ep1mv22解得：Ep12J（2）由平抛运动知：竖直方向：y2R1g

7、t22水平方向：xvEt在E点，由牛顿第二定律知：NmgmvE2R解得：N=12.5N（3）从D到E，由动能定理知：mg2R1mvE21mvD222解得：vD5m/s从BDmgL1212到，由动能定理知2mvDmvB2解得：vB7m/s对物块LvBvDt2解得：t=1s；s相对Lvt621m8m由能量守恒定律知：QmgLs相对解得：Q=16J4．如图所示，倾斜轨道AB的倾角为37°，CD、EF轨道水平，AB与CD通过光滑圆弧管道BC连接，CD右端与竖直光滑圆周轨道相连．小球可以从D进入该轨道，沿轨道内侧运动，从E滑出该轨道进入EF水平轨道．小球

8、由静止从A点释放，已知AB长为5R，CD长为R，重力加速度为g，小球与斜轨AB及水平轨道CD、EF的动摩擦因数均为0.5，sin37=0°.6，cos