高中物理动能定理的综合应用专题训练答案及解析.docx

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1、高中物理动能定理的综合应用专题训练答案及解析一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．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.已知小球与AB和BC间的动摩擦因数均为μ=3，g取10m/

2、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

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2．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

4、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(2)－3.75J5【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：mgs

5、inmgcosma2联立解得：35v1t1(2)由v－t图象面积意义可知，在前0.5s，物块对地位移为：x12则摩擦力对物块做功：W1mgcos·x1在后0.5s，物块对地位移为：xv1v2t212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．如图甲所示，带斜面的足够长木板PM=3kg。静止在水平地面上，其右侧靠竖直，质量墙壁，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

6、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与地面间的动摩擦因数；(2)t=8s时，木板P与滑块Q的速度大小；(3)0~8s内，滑块Q与木板P之间因摩擦而产生的热量。【答案】(1)20.03；(2)vPvQ0.6m/s；(3)Q54.72J【解析】【分析】【详解】(1)0~2s内，P因墙壁存在而不动，Q沿着BC下滑，2s末的速度为v1＝10m/s，设P、Q间动摩擦因数为μ12，P与地面间的动摩擦因数为μ

7、；对Q，由vt图像有a14.8m/s2由牛顿第二定律有mgsin371mgcos37ma1联立求解得10.15，10.0325(2)2s后，Q滑到AB上，因1mg2(mM)g，故P、Q相对滑动，且Q减速、P加速，设加速度大小分别是a2、a3，Q从B滑动AB上到P、Q共速所用的时间为t0对Q有1mgma2对P有1mg2(mM)gMa3共速时v1a2t0a3t0解得a2=1.5m/s2、a3=0.1m/s2、t6s故在t＝8s时，P和Q共速g=10m/s2，求：vpa3t0.6m/s(3)0~2s内，根据v-t图像中面积

8、的含义，Q在BC上发生的位移x1=9.6m2~8s内，Q发生的位移x2v1vQt030.6m2P发生的位移x3vPt01.8m20~8s内，Q与木板P之间因摩擦而产生的热量Q1mgx1cos37o1mg(x2x3)代入数据得Q54.72J4．如图所示，四分之一的光滑圆弧轨道AB与水平轨道