物理动能定理的综合应用专项习题及答案解析.docx

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1、【物理】物理动能定理的综合应用专项习题及答案解析一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．由相同材料的杆搭成的道如所示，其中杆AB、BC、CD、DE、EF⋯⋯长均L1.5m，杆OA和其他杆与水平面的角都37sin370.6,cos370.8，一个可看成点的小套在杆OA上从中离道最低点的直高度h1.32m由静止放，小与杆的摩擦因数都0.2，最大静摩擦力等于相同力下的滑摩擦力，在两杆交接都用短小曲杆相，不能失，使小能利地，重力加速度g取10m/s2，求：(1)小在杆OA上运的t；(2)小运的路程s；(3)小最停止的位置。【答案】(1)1s；(2)8.25m；(3)最停在A点【解析

2、】【分析】【解】(1)因mgsin＞mgcos，故小不能静止在杆上，小下滑的加速度amgsinmgcos4.4m/s2m物体与A点之的距离L0，由几何关系可得hL02.2msin37物体从静止运到A所用的t，由L01at2，得2t1s(2)从物体开始运到最停下的程中，路程s，由能定理得mgh－mgscos370－0代入数据解得s=8.25m(3)假物体能依次到达B点、D点，由能定理有mg(h－Lsin37)－mgcos37(LL0)1mvB22解得vB20明小到不了B点，最停在A点2．如图所示，半径为R＝1m，内径很小的粗糙半圆管竖直放置，一直径略小于半圆管内径、质量为m＝1kg

3、的小球，在水平恒力F＝250N的作用下由静止沿光滑水平面从A点17运动到B点，A、B间的距离x＝17m，当小球运动到B点时撤去外力F，小球经半圆管道5运动到最高点C，此时球对外轨的压力FN＝2.6mg，然后垂直打在倾角为θ＝45°的斜面上(g＝10m/s2)．求：(1)小球在B点时的速度的大小；(2)小球在C点时的速度的大小；(3)小球由B到C的过程中克服摩擦力做的功；(4)D点距地面的高度．【答案】(1)10m/s(2)6m/s(3)12J(4)0.2m【解析】【分析】对AB段，运用动能定理求小球在B点的速度的大小；小球在C点时，由重力和轨道对球的压力的合力提供向心力，由牛顿第

4、二定律求小球在C点的速度的大小；小球由B到C的过程，运用动能定理求克服摩擦力做的功；小球离开C点后做平抛运动，由平抛运动的规律和几何知识结合求D点距地面的高度．【详解】(1)小球从A到B过程，由动能定理得：Fx1mvB22解得：vB＝10m/s(2)在C点，由牛顿第二定律得Nvc2mg＋F＝mR又据题有：FN＝2.6mg解得：vC＝6m/s.(3)由B到C的过程，由动能定理得解得克服摩擦力做的功：Wf＝12J：－mg·2R－Wf＝1mvc21mvB222(4)设小球从C点到打在斜面上经历的时间为t，D点距地面的高度为h，则在竖直方向上有：2R－h＝1gt22gt由小球垂直打在斜

5、面上可知：＝tan45°vc联立解得：h＝0.2m【点睛】本题关键是对小球在最高点处时受力分析，然后根据向心力公式和牛顿第二定律求出平抛的初速度，最后根据平抛运动的分位移公式列式求解．3．如图，固定在竖直平面内的倾斜轨道AB，与水平光滑轨道BC相连，竖直墙壁CD高H0.2m，紧靠墙壁在地面固定一个和CD等高，底边长L0.3m的斜面，一个质量m0.1kg的小物块(视为质点)在轨道AB上从距离B点l4m处由静止释放，从C点水平抛出，已知小物块在AB段与轨道间的动摩擦因数为0.5，达到B点时无能量损失；AB段与水平面的夹角为o2，sin37o0.6，cos37o0.8)37.(重力加速

6、度g10m/s(1)求小物块运动到B点时的速度大小；(2)求小物块从C点抛出到击中斜面的时间；(3)改变小物块从轨道上释放的初位置，求小物块击中斜面时动能的最小值.【答案】(1)4m/s(2)1s(3)0.15J15【解析】【分析】(1)对滑块从A到B过程，根据动能定理列式求解末速度；(2)从C点画出后做平抛运动，根据分位移公式并结合几何关系列式分析即可；(3)动能最小时末速度最小，求解末速度表达式分析即可.【详解】1对滑块从A到B过程，根据动能定理，有：mglsin37oμmgcos37o1mvB2，2解得：vB4m/s；2设物体落在斜面上时水平位移为x，竖直位移为y，画出轨迹

7、，如图所示：对平抛运动，根据分位移公式，有：xv0t，y1gt2，2HyH2结合几何关系，有：L，x3解得：t1s；153对滑块从A到B过程，根据动能定理，有：mglsin37mgcos371mvBoμo2，2对平抛运动，根据分位移公式，有：xv0t，y1gt2，2结合几何关系，有：HyH2xL，3从A到碰撞到斜面过程,根据动能定理有：mglsin37oμmgcos37olmgy1mv202联立解得：12mg25y9H218Hmv1616y，216故当25y9H2，即y3H0.1