高中物理动能与动能定理试题(有答案和解析)含解析.docx

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1、高中物理动能与动能定理试题(有答案和解析)含解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．某游乐场拟推出一个新型滑草娱乐项目，简化模型如图所示。游客乘坐的滑草车（两者的总质量为60kg），从倾角为53的光滑直轨道AC上的B点由静止开始下滑，到达C点后进入半径为R5m，圆心角为53的圆弧形光滑轨道CD，过D点后滑入倾角为（可以在0剟75范围内调节）、动摩擦因数为3的足够长的草地轨道3DE。已知D点处有一小段光滑圆弧与其相连，不计滑草车在D处的能量损失，B点到C点的距离为L0=10m，g10m/s。求：(1)滑草车经过轨道D点时对轨道D点的压力大小；(2)滑草

2、车第一次沿草地轨道DE向上滑行的时间与的关系式；(3)取不同值时，写出滑草车在斜面上克服摩擦所做的功与tan的关系式。t2【答案】(1)3000N3；(2)cos；(3)见解析sin3【解析】【分析】【详解】(1)根据几何关系可知CD间的高度差HCDR1cos532m从B到D点，由动能定理得mgL0sin53HCD1mvD202解得vD102m/s对D点，设滑草车受到的支持力FD，由牛顿第二定律FmgmvD2DR解得FD3000N由牛顿第三定律得，滑草车对轨道的压力为3000N。(2)滑草车在草地轨道DE向上运动时，受到的合外力为F合mgsinmgcos由

3、牛顿第二定律得，向上运动的加速度大小为aF合gsingcosm因此滑草车第一次在草地轨道DE向上运动的时间为tvDgcosgsin代入数据解得t23cossin3(3)选取小车运动方向为正方向。①当0时，滑草车沿轨道DE水平向右运动，对全程使用动能定理可得mgL0sinR(1cos)+Wf1=00代入数据解得Wf16000J故当0时，滑草车在斜面上克服摩擦力做的功为W克16000J②当030时，则gsingcos滑草车在草地轨道DE向上运动后最终会静止在DE轨道上，向上运动的距离为x2vD22(gsingcos)摩擦力做功为Wf2mgcosx2联立解得Wf

4、26000(J)3tan1故当030时，滑草车在斜面上克服摩擦力做的功为W克26000(J)3tan1③当3075时gsingcos滑草车在草地轨道DE向上运动后仍会下滑，若干次来回运动后最终停在D处。对全程使用动能定理可得mgL0sinR(1cos)+Wf3=00代入数据解得Wf36000J故当3075时，滑草车在斜面上克服摩擦力做的功为W克36000J所以，当0或3075时，滑草车在斜面上克服摩擦力做的功为6000J；当0306000(J)。时，滑草车在斜面上克服摩擦力做的功为3tan12．如图所示，固定的粗糙弧形轨道下端B点水平，上端A与B点的

5、高度差为h1＝0.3m，倾斜传送带与水平方向的夹角为θ＝37°，传送带的上端C点到B点的高度差为h＝0.1125m(传送带传动轮的大小可忽略不计)．一质量为m＝1kg的滑块(可看作质点)从2轨道的A点由静止滑下，然后从B点抛出，恰好以平行于传送带的速度从C点落到传送带上，传送带逆时针传动，速度大小为v＝0.5m/s，滑块与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.8，且传送带足够长，滑块运动过程中空气阻力忽略不计，g＝10m/s2，试求：(1).滑块运动至C点时的速度vC大小；(2).滑块由A到B运动过程中克服摩擦力做的功Wf；(3).滑块在传送带上运动时与传送带摩擦

6、产生的热量Q.【答案】（1）2.5m/s（2）1J（3）32J【解析】本题考查运动的合成与分解、动能定理及传送带上物体的运动规律等知识。(1)在C点，竖直分速度：vy2gh21.5m/svyvcsin370，解得：vc2.5m/s(2)C点的水平分速度与B点的速度相等，则vB＝vx＝vCcos37＝2m/s从A到B点的过程中，据动能定理得：mgh1Wf1mvB2，解得：Wf1J2(3)滑块在传送带上运动时，根据牛顿第二定律得：mgcos37－mgsin37＝ma解得：a＝0.4m/s2vvc5s达到共同速度所需时间ta二者间的相对位移xvvctvt5m2由

7、于mgsin37mgcos37，此后滑块将做匀速运动。滑块在传送带上运动时与传送带摩擦产生的热量Q＝mgcos370x＝32J3．如图所示，竖直平面内有一固定的光滑轨道ABCD，其中AB是足够长的水平轨道，B端与半径为R的光滑半圆轨道BCD平滑相切连接，半圆的直径BD竖直，C点与圆心O等高．现有一质量为m的小球Q静止在B点，另一质量为2m的小球P沿轨道AB向右匀速运动并与Q发生对心碰撞，碰撞后瞬间小球Q对半圆轨道B点的压力大小为自身重力的7倍，碰撞后小球P恰好到达C点．重力加速度为g．（1）求碰撞前小球P的速度大小；（2）求小球Q离开半圆轨道后落

8、回水平面上的位置与B点之间的距离；（3）若只调节光滑半圆轨道BCD