高中物理动能与动能定理专题训练答案.docx

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1、最新高中物理动能与动能定理专题训练答案一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．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μ2＝0.1，g取10m/s2．求：(1)滑块对P点压力的大小；(2)滑块返

2、回木板上时，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＝Maa＝Ff1－Ff2＝1m/s2M(3)滑块滑上圆弧轨道运动的过程机械能守恒，故滑块

3、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．2．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

4、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＝1.20m、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°0.8g＝10m/s2＝＝，，求：1）若要使弹珠不与管道OA触碰，在Oν应该多大；（点抛射速度0（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ν的范围。0【答案】（1）3m/

5、s（2）22m/s（3）23m/s＜ν0＜26m/s【解析】【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

6、）°﹣2μmgxCDcos30＝°01mv122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点离开，有12﹣2μmgxCDcos30°＝0mv3解得v3＝26m/s故23m/s＜ν0＜26m/s3．如图，在竖直平面内，半径R=0.5m的光滑圆弧轨道ABC与粗糙的足够长斜面CD相切于C点，CD与水平面的夹角线沿竖直方向。现有一质量块与斜面之间的动摩擦因数(1)为保证轨道不会被破坏，求θ=37°B是轨道最低点，其最

7、大承受力F，m=21N，过A点的切m=0.1kg的小物块，从A点正上方的P点由静止落下。已知物μ=0.5.取sin37°=0.6.co37=0.8°，g=10m/s2，不计空气阻力。P、A间的最大高度差H及物块能沿斜面上滑的最大距离L；(2)若P、A间的高度差h=3.6m，求系统最终因摩擦所产生的总热量Q。【答案】(1)4.5m，4.9m；(2)4J【解析】【详解】(1)设物块在B点的最大速度为vB，由牛顿第二定律得：2FmmgmvBR从P到Ｂ，由动能定理得mg(HR)1mvB202解得H=4.5m物块从B点运动到斜面最高处的过程中，根据动能定理得：-m

8、g[R（1-cos37）°+Lsin37]°-μmgcos37°?L=01mvB