高中物理动能与动能定理专题训练答案及解析.docx

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1、高中物理动能与动能定理专题训练答案及解析一、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，小物块被弹簧第一次弹回圆轨道时能沿轨道运动

2、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，此时设小球最高点速度为v2，由动能定理得-2mgR＝m

3、v22-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，运用动能定理时要注意灵活选择研究的过程。2．某小型设备工厂采用如图所示的传送带传

4、送工件。传送带由电动机带动，以v2m/s的速度顺时针匀速转动，倾角37。工人将工件轻放至传送带最低点A，由传送带传送至7，所运送的每个工最高点B后再由另一工人运走，工件与传送带间的动摩擦因数为8件完全相同且质量m2kg。传送带长度为L6m，不计空气阻力。（工件可视为质点，sin370.6，cos370.8，g10m/s2）求：(1)若工人某次只把一个工件轻放至A点，则传送带将其由最低点A传至B点电动机需额外多输出多少电能？(2)若工人每隔1秒将一个工件轻放至A点，在传送带长时间连续工作的过程中，电动机额外做功的平均功率是多少？【答案】(1)104J；

5、(2)104W【解析】【详解】(1)对工件mgcosmgsinmav22axvat1t12s得x2mx带vt12xx相x带x2m由能量守恒定律E电QEpEk即E电mgcosx相mgLsin1mv22代入数据得E电104J(2)由题意判断，每1s放一个工件，传送带上共两个工件匀加速，每个工件先匀加速后匀速运动，与带共速后工件可与传送带相对静止一起匀速运动。匀速运动的相邻的两个工件间距为xvt2mLxnx得n2所以，传送带上总有两个工件匀加速，两个工件匀速则传送带所受摩擦力为f2mgcos2mgsin电动机因传送工件额外做功功率为Pfv104W3．如图所

6、示，在娱乐节目中，一质量为m＝60kg的选手以v0＝7m/s的水平速度抓住竖直绳下端的抓手开始摆动，当绳摆到与竖直方向夹角θ＝37°时，选手放开抓手，松手后的上升过程中选手水平速度保持不变，运动到水平传送带左端A时速度刚好水平，并在传送带上滑行，传送带以v＝2m/s匀速向右运动．已知绳子的悬挂点到抓手的距离为L＝6m，传送带两端点A、B间的距离s＝7m，选手与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.2，若把选手看成质点，且不考虑空气阻力和绳的质量．(g＝10m/s2，sin37＝0°.6，cos37＝°0.8)求：(1)选手放开抓手时的速度大小；(2)选手在传

7、送带上从A运动到B的时间；(3)选手在传送带上克服摩擦力做的功．【答案】(1)5m/s(2)3s(3)360J【解析】试题分析：（1）设选手放开抓手时的速度为v1，则－mg（L－Lcosθ）＝mv12－mv02，v1＝5m/s（2）设选手放开抓手时的水平速度为v2，v2＝v1cosθ①选手在传送带上减速过程中a＝－μg②v＝v2＋at1③④匀速运动的时间t2，s－x1＝vt2⑤选手在传送带上的运动时间t＝t1＋t2⑥联立①②③④⑤⑥得：t＝3s（3）由动能定理得Wf＝mv2－mv22，解得：Wf＝－360J故克服摩擦力做功为360J．考点

8、：动能定理的应用4．如图所示，小滑块（视为质点）的质量m=1kgAB的倾角；固定在地面上的斜面=37°、长s