物理动能与动能定理练习题20篇.docx

《物理动能与动能定理练习题20篇.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、物理动能与动能定理练习题20篇一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．某游乐场拟推出一个新型滑草娱乐项目，简化模型如图所示。游客乘坐的滑草车（两者的总质量为60kg），从倾角为53的光滑直轨道AC上的B点由静止开始下滑，到达C点后进入半径为R5m，圆心角为53的圆弧形光滑轨道CD，过D点后滑入倾角为（可以在0剟75范围内调节）、动摩擦因数为3的足够长的草地轨道3DE。已知D点处有一小段光滑圆弧与其相连，不计滑草车在D处的能量损失，B点到C点的距离为L0=10m，g10m/s。求：(1)滑草车经过轨道D点时对轨道D点的压力大小；(2)

2、滑草车第一次沿草地轨道DE向上滑行的时间与的关系式；(3)取不同值时，写出滑草车在斜面上克服摩擦所做的功与tan的关系式。t2【答案】(1)3000N3；(2)cos；(3)见解析sin3【解析】【分析】【详解】(1)根据几何关系可知CD间的高度差HCDR1cos532m从B到D点，由动能定理得mgL0sin53HCD1mvD202解得vD102m/s对D点，设滑草车受到的支持力FD，由牛顿第二定律FmgmvD2DR解得FD3000N由牛顿第三定律得，滑草车对轨道的压力为3000N。(2)滑草车在草地轨道DE向上运动时，受到的合外力为

3、F合mgsinmgcos由牛顿第二定律得，向上运动的加速度大小为aF合gsingcosm因此滑草车第一次在草地轨道DE向上运动的时间为tvDgcosgsin代入数据解得t23cossin3(3)选取小车运动方向为正方向。①当0时，滑草车沿轨道DE水平向右运动，对全程使用动能定理可得mgL0sinR(1cos)+Wf1=00代入数据解得Wf16000J故当0时，滑草车在斜面上克服摩擦力做的功为W克16000J②当030时，则gsingcos滑草车在草地轨道DE向上运动后最终会静止在DE轨道上，向上运动的距离为x2vD22(gsingco

4、s)摩擦力做功为Wf2mgcosx2联立解得Wf26000(J)3tan1故当030时，滑草车在斜面上克服摩擦力做的功为W克26000(J)3tan1③当3075时gsingcos滑草车在草地轨道DE向上运动后仍会下滑，若干次来回运动后最终停在D处。对全程使用动能定理可得mgL0sinR(1cos)+Wf3=00代入数据解得Wf36000J故当3075时，滑草车在斜面上克服摩擦力做的功为W克36000J所以，当0或3075时，滑草车在斜面上克服摩擦力做的功为6000J；当0306000(J)。时，滑草车在斜面上克服摩擦力做的功为

5、3tan12．如图所示，一根轻弹簧左端固定于竖直墙上，右端被质量m1kg可视为质点的小物块压缩而处于静止状态，且弹簧与物块不栓接，弹簧原长小于光滑平台的长度．在平台的右端有一传送带，AB长L5m，物块与传送带间的动摩擦因数10.2，与传送带相邻的粗糙水平面BC长s=1.5m，它与物块间的动摩擦因数20.3，在C点右侧有一半径为R的光滑竖直圆弧与BC平滑连接，圆弧对应的圆心角为120o，在圆弧的最高点F处有一固定挡板，物块撞上挡板后会以原速率反弹回来．若传送带以v5m/s的速率顺时针转动，不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失．当弹簧储

6、存的Ep18J能量全部释放时，小物块恰能滑到与圆心等高的E点，取g10m/s2．（1）求右侧圆弧的轨道半径为R;（2）求小物块最终停下时与C点的距离;（3）若传送带的速度大小可调，欲使小物块与挡板只碰一次，且碰后不脱离轨道，求传送带速度的可调节范围．【答案】（1）R0.8m；（2）x1m；（3）37m/sv43m/s3【解析】【分析】【详解】12（1）物块被弹簧弹出，由Ep2mv0，可知：v06m/s因为v0v，故物块滑上传送带后先减速物块与传送带相对滑动过程中，由：1mg1，vv011，xt1210111maatv2at得到：a12

7、m/s2，t10.5s，x12.75m因为x1L，故物块与传送带同速后相对静止，最后物块以5m/s的速度滑上水平面BC，物块滑离传送带后恰到E点，由动能定理可知：1m2mgsmgR2v2代入数据整理可以得到：R0.8m．（2）设物块从E点返回至B点的速度为vB，由1m21m2mg2s2v2vB2得到vB7m/s，因为vB0，故物块会再次滑上传送带，物块在恒定摩擦力的作用下先减速至0再反向加速，由运动的对称性可知其以相同的速率离开传送带，设最终停在距C点x处，由1mvB22mgsx，得到：x1m.232（3）设传送带速度为v1时物块能恰

8、到F点，在F点满足mgsin30omvFR从B到F过程中由动能定理可知：1mv121mvF22mgsmgRRsin30o22解得：设传送带速度为v2时，物块撞挡板后返回能再次上滑恰到E点，由：122mv22mg3smgR