物理专题汇编物理动能定理的综合应用(一)及解析.docx

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1、【物理】物理专题汇编物理动能定理的综合应用(一)及解析一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．为了研究过山车的原理，某物理小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为θ=60°、长为L1=23m的倾斜轨道AB，通过微小圆弧与长为L2=3m的水平轨道BC相2连，然后在C处设计一个竖直完整的光滑圆轨道，出口为水平轨道上D处，如图所示.现将一个小球从距A点高为h=0.9m的水平台面上以一定的初速度v0水平弹出，到A点时小球的速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下.已知小球与AB和BC间的动摩擦因数均为μ=3，

2、g取10m/s2.3（1）求小球初速度v0的大小；（2）求小球滑过C点时的速率vC；（3）要使小球不离开轨道，则竖直圆弧轨道的半径R应该满足什么条件？【答案】（1）6m/s（2）36m/s（3）0

3、/s22（3）小球刚刚过最高点时，重力提供向心力，则：＝mv2mgR11mvC2＝2mgR11mv222代入数据解得R1=1．08m当小球刚能到达与圆心等高时1mvC2＝mgR22代入数据解得R2=2．7m当圆轨道与AB相切时R3=BC?tan60°．=15m即圆轨道的半径不能超过1．5m综上所述，要使小球不离开轨道，R应该满足的条件是0＜R≤1．08m．考点：平抛运动；动能定理2．如图所示，AB是竖直面内的四分之一圆弧形光滑轨道，下端B点与水平直轨道相切．一个小物块自A点由静止开始沿轨道下滑，已知轨道半径为R＝0.2m，

4、小物块的质量为m＝0.1kg，小物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10m/s2.求：(1)小物块在B点时受到的圆弧轨道的支持力大小；(2)小物块在水平面上滑动的最大距离．【答案】(1)3N(2)0.4m【解析】(1)由机械能守恒定律，得在B点联立以上两式得FN＝3mg＝3×0.1×10N＝3N.(2)设小物块在水平面上滑动的最大距离为l，对小物块运动的整个过程由动能定理得mgR－μmgl＝0，代入数据得【点睛】解决本题的关键知道只有重力做功，机械能守恒，掌握运用机械能守恒定律以及动能定理进行解题．3．如图甲所示，倾

5、斜的传送带以恒定的速率逆时针运行．在t＝0时刻，将质量为1.0kg的物块(可视为质点)无初速度地放在传送带的最上端A点，经过1.0s，物块从最下端的B点离开传送带．取沿传送带向下为速度的正方向，则物块的对地速度随时间变化的图象如图乙所示(g＝10m/s2)，求：(1)物块与传送带间的动摩擦因数；(2)物块从A到B的过程中，传送带对物块做的功．【答案】(1)3(2)－3.75J5【解析】解：(1)由图象可知，物块在前0.5s的加速度为：a1v1=8?m/s2t1后0.5s的加速度为：a2v2v22?m/s2t2物块在前0.5

6、s受到的滑动摩擦力沿传送带向下，由牛顿第二定律得：mgsinmgcosma1物块在后0.5s受到的滑动摩擦力沿传送带向上，由牛顿第二定律得：mgsinmgcosma2联立解得：35(2)由v－t图象面积意义可知，在前v1t10.5s，物块对地位移为：x12则摩擦力对物块做功：W1mgcos·x1在后0.5s，物块对地位移为：xv1v2t212则摩擦力对物块做功W2－mgcos·x2所以传送带对物块做的总功：WW1W2联立解得：W＝－3.75J4．如图所示，小物体沿光滑弧形轨道从高为h处由静止下滑，它在水平粗糙轨道上滑行的最

7、远距离为s，重力加速度用g表示，小物体可视为质点，求：（1）求小物体刚刚滑到弧形轨道底端时的速度大小v；（2）水平轨道与物体间的动摩擦因数均为μ。【答案】（1）2gh（2）hs【解析】【详解】解：(1)小物体沿弧形轨道下滑的过程，根据机械能守恒定律可得：mgh1mv22解得小物体刚滑到弧形轨道底端时的速度大小：v2gh(2)对小物体从开始下滑直到最终停下的过程，根据动能定理则有：mghmgs0解得水平轨道与物体间的动摩擦因数：hs5．滑板运动是深受青少年喜爱的一项极限运动。如图所示为某一滑道的示意图，轨道AB可视为竖直平

8、面内半径为R的1光滑圆弧，圆心为O，OA水平。轨道最低点B距水平面4CD高度为1R，C点位于B点正下方。滑板和运动员（可看作质点）总质量为m，由A点4静止下滑，从轨道中B点飞出，落在水平面上的E点。重力加速度为g。求：（1）运动员运动到B点时速度的大小；（2）运动员运动到B点时对轨道压力的大小；（3）C