高中物理动能与动能定理技巧和方法完整版及练习题含解析.docx

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1、高中物理动能与动能定理技巧和方法完整版及练习题含解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．如图所示，在水平轨道右侧固定半径为R的竖直圆槽形光滑轨道，水平轨道的PQ段长度为，上面铺设特殊材料，小物块与其动摩擦因数为，轨道其它部分摩擦不计。水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于原长状态。可视为质点的质量的小物块从轨道右侧A点以初速度冲上轨道，通过圆形轨道，水平轨道后压缩弹簧，并被弹簧以原速率弹回，取，求：（1）弹簧获得的最大弹性势能；（2）小物块被弹簧第一次弹回经过圆轨道最低点时的动能；（3）当R满足什么条件时，小物块被

2、弹簧第一次弹回圆轨道时能沿轨道运动而不会脱离轨道。【答案】（1）10.5J（2）3J（3）0.3m≤R≤0.42m或0≤R≤0.12m【解析】【详解】（1）当弹簧被压缩到最短时，其弹性势能最大。从A到压缩弹簧至最短的过程中，由动能定理得：-μmgl+W弹＝0-mv02由功能关系：W弹=-△Ep=-Ep解得Ep=10.5J；（2）小物块从开始运动到第一次被弹回圆形轨道最低点的过程中，由动能定理得-2μmgl＝Ek-mv02解得Ek=3J；（3）小物块第一次返回后进入圆形轨道的运动，有以下两种情况：①小球能够绕圆轨道做完整的圆周运动

3、，此时设小球最高点速度为v2，由动能定理得-2mgR＝mv22-Ek小物块能够经过最高点的条件m≥mg，解得R≤0.12m②小物块不能够绕圆轨道做圆周运动，为了不让其脱离轨道，小物块至多只能到达与圆心等高的位置，即mv12≤mgR，解得R≥0.3m；设第一次自A点经过圆形轨道最高点时，速度为v1，由动能定理得：2-2-2mgR＝mv1mv0且需要满足m≥mg，解得R≤0.72m，综合以上考虑，R需要满足的条件为：0.3m≤R≤0.42m或0≤R≤0.12m。【点睛】解决本题的关键是分析清楚小物块的运动情况，把握隐含的临界条件，运

4、用动能定理时要注意灵活选择研究的过程。2．如图所示，水平地面上一木板质量M＝1kg，长度L＝3.5m，木板右侧有一竖直固定的四分之一光滑圆弧轨道，轨道半径R＝1m，最低点P的切线与木板上表面相平．质量m＝2kg的小滑块位于木板的左端，与木板一起向右滑动，并以v039m/s的速度与圆弧轨道相碰，木板碰到轨道后立即停止，滑块沿木板冲上圆弧轨道，后又返回到木板上，最终滑离木板．已知滑块与木板上表面间的动摩擦因数μ1＝0.2，木板与地面间的动摩擦因数2，g取10m/s2．求：μ＝0.1(1)滑块对P点压力的大小；(2)滑块返回木板上时，

5、木板的加速度大小；(3)滑块从返回木板到滑离木板所用的时间．【答案】(1)70N(2)1m/s2(3)1s【解析】【分析】【详解】(1)滑块在木板上滑动过程由动能定理得：－μ1mgL＝1mv2－1mv0222解得：v＝5m/s在P点由牛顿第二定律得：F－mg＝mv2r解得：F＝70N由牛顿第三定律，滑块对P点的压力大小是70N(2)滑块对木板的摩擦力Ff1＝μ1mg＝4N地面对木板的摩擦力Ff2＝μ2(M＋m)g＝3N对木板由牛顿第二定律得：Ff1－Ff2＝MaFf1－Ff2＝1m/s2a＝M(3)滑块滑上圆弧轨道运动的过程机

6、械能守恒，故滑块再次滑上木板的速度等于v＝5m/s对滑块有：(x＋L)＝vt－1μ1gt22对木板有：x＝1at22解得：t＝1s或t＝7s(不合题意，舍去)3故本题答案是：(1)70N(2)1m/s2(3)1s【点睛】分析受力找到运动状态，结合运动学公式求解即可．3．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h2＝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)从轨道的A点由静止滑

7、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：vy2gh2

8、1.5m/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：2Wf1J(3)滑块在传送带上运动时，根