高中物理动能与动能定理试题类型及其解题技巧含解析.docx

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1、高中物理动能与动能定理试题类型及其解题技巧含解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．如图所示，质量m=3kg的小物块以初速度秽v0=4m/s水平向右抛出，恰好从A点沿着圆弧的切线方向进入圆弧轨道。圆弧轨道的半径为R=3.75m，B点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道与水平轨道BD平滑连接，A与圆心D的连线与竖直方向成37角，MN是一段粗糙的水平轨道，小物块与MN间的动摩擦因数μ=0.1，轨道其他部分光滑。最右侧是一个半径为r=0.4m的半圆弧轨道，C点是圆弧轨道的最高点，半圆弧轨道与水平轨道BD在D点平滑连接。已知重力加速度g=10m/s

2、2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。（1）求小物块经过B点时对轨道的压力大小；（2）若MN的长度为L0=6m，求小物块通过C点时对轨道的压力大小；（3）若小物块恰好能通过C点，求MN的长度L。【答案】（1）62N（2）60N（3）10m【解析】【详解】（1）物块做平抛运动到A点时，根据平抛运动的规律有：v0vAcos37v04m/s5m/s解得：vAcos370.8小物块经过A点运动到B点，根据机械能守恒定律有：1mvA2mgRRcos371mvB222小物块经过B点时，有：FNBmgmvB2R解得：FNBmg32cos37m

3、vB262NR根据牛顿第三定律，小物块对轨道的压力大小是62N（2）小物块由B点运动到C点，根据动能定理有：mgL0mg2r1mvC21mvB222在C点，由牛顿第二定律得：FNCmgmvC2r代入数据解得：FNC60N根据牛顿第三定律，小物块通过C点时对轨道的压力大小是60N（3）小物块刚好能通过C点时，根据mgmvC22r解得：vC2gr100.4m/s2m/s小物块从B点运动到C点的过程，根据动能定理有：mgLmg2r1mvC221mvB222代入数据解得：L=10m2．如图所示，不可伸长的细线跨过同一高度处的两个光滑定滑轮连接着两

4、个物体AB和，A、B质量均为m。A套在光滑水平杆上，定滑轮离水平杆的高度为h。开始时让连着A的细线与水平杆的夹角α。现将A由静止释放（设B不会碰到水平杆，A、B均可视为质点；重力加速度为g）求：(1)当细线与水平杆的夹角为β（90）时，A的速度为多大?(2)从开始运动到A获得最大速度的过程中，绳拉力对A做了多少功?【答案】(1)vA2gh11；(2)WTmgh1cos2sinsinhsin【解析】【详解】(2)A、B的系统机械能守恒EP减EK加mghh1mvA21mvB2sinsin22vAcosvB解得2gh11vAsinsin1cos

5、2(2)当A速度最大时，B的速度为零，由机械能守恒定律得EP减EK加mghh1mvAm2sin2对A列动能定理方程WT1mvAm22联立解得WTmghhsin3．儿童乐园里的弹珠游戏不仅具有娱乐性还可以锻炼儿童的眼手合一能力。某弹珠游戏可简化成如图所示的竖直平面内OABCD透明玻璃管道，管道的半径较小。为研究方便建立平面直角坐标系，O点为抛物口，下方接一满足方程y5x2的光滑抛物线形状管道OA；9AB、BC是半径相同的光滑圆弧管道，CD是动摩擦因数μ＝0.8的粗糙直管道；各部分管道在连接处均相切。A、B、C、D的横坐标分别为xA＝1.20

6、m、xB＝2.00m、xC＝2.65m、xD＝3.40m。已知，弹珠质量m＝100g，直径略小于管道内径。E为BC管道的最高点，在D处有一反弹膜能无能量损失的反弹弹珠，sin37°＝0.6，sin53°＝0.8，g＝10m/s2，求：（1）若要使弹珠不与管道OA触碰，在O点抛射速度ν0应该多大；（2）若要使弹珠第一次到达E点时对轨道压力等于弹珠重力的3倍，在O点抛射速度v0应该多大；（3）游戏设置3次通过E点获得最高分，若要获得最高分在O点抛射速度ν0的范围。【答案】（1）3m/s（2）20m/s2m/s（3）23m/s＜ν＜26【解析】

7、【详解】5（1）由y9x2得：A点坐标（1.20m，0.80m）由平抛运动规律得：xA＝v0t，yA1gt22代入数据，求得t＝0.4s，v0＝3m/s；（2）由速度关系，可得θ＝53°求得AB、BC圆弧的半径R＝0.5mOE过程由动能定理得：mgyA﹣mgR（1﹣cos53）°1mvE21mv0222解得v0＝22m/s；（3）sinα2.652.000.400.5，α＝30°0.5CD与水平面的夹角也为α＝30°设3次通过E点的速度最小值为v1．由动能定理得mgyA﹣mgR（1﹣cos53）°﹣2μmgxCDcos30＝°01mv1

8、22解得v1＝23m/s设3次通过E点的速度最大值为v2．由动能定理得mgyA﹣mgR（1﹣cos53）°﹣4μmgxCDcos30＝°01mv222解得v2＝6m/s考虑2次经过E点后不从O