动能定理的综合应用练习全集.docx

《动能定理的综合应用练习全集.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）动能定理的综合应用练习全集一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．北京老山自行车赛场采用的是250m椭圆赛道，赛道宽度为7.6m。赛道形如马鞍形，由直线段、过渡曲线段以及圆弧段组成，圆弧段倾角为45°（可以认为赛道直线段是水平的，圆弧段中线与直线段处于同一高度）。比赛用车采用最新材料制成，质量为9kg。已知直线段赛道每条长80m，圆弧段内侧半径为14.4m，运动员质量为61kg。求：（1）运动员在圆弧段内侧以12m/s的速度骑行时，运动员和自行车整体的向心力为多大；（2）运动员在圆弧段内侧骑行时，若自行车所受的侧向摩擦力恰为零，则自行车对赛道的压力多大；（3）若运动员从直线段

2、的中点出发，以恒定的动力92N向前骑行，并恰好以12m/s的速度进入圆弧段内侧赛道，求此过程中运动员和自行车克服阻力做的功。（只在赛道直线段给自行车施加动力）。【答案】（1）700N;（2）7002N；（3）521J【解析】【分析】【详解】（1）运动员和自行车整体的向心力(Mm)v2Fn=R解得Fn=700N（2）自行车所受支持力为MmgFNcos45解得FN=7002N根据牛顿第三定律可知F压=FN=7002N（3）从出发点到进入内侧赛道运用动能定理可得WF-Wf克+mgh=1mv22FLWF=2h=1dcos45o=1.9m2Wf克=521J2．如图所示，小物体沿光滑弧形轨道从高为h处

3、由静止下滑，它在水平粗糙轨道上滑行的最远距离为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：mghmgs0h解得水平轨道与物体间的动摩擦因数：s3．如图甲所示，带斜面的足够长木板P，质量M=3kg。静止在水平地面上，其右侧靠竖直墙壁，倾斜面BC与水平面AB的夹角=37

4、、两者平滑对接。t=0时，质量m=1kg、可视为质点的滑块Q从顶点C由静止开始下滑，图乙所示为Q在0~6s内的速率v随时间t变化的部分图线。已知P与Q间的动摩擦因数是P与地面间的动摩擦因数的°5倍，sin37=0.6，°2cos37=0.8，g取10m/s。求：(1)木板P与地面间的动摩擦因数；(2)t=8s时，木板P与滑块Q的速度大小；(3)0~8s内，滑块Q与木板P之间因摩擦而产生的热量。【答案】(1)20.03；(2)vPvQ0.6m/s；(3)Q54.72J【解析】【分析】【详解】(1)0~2s内，P因墙壁存在而不动，Q沿着BC下滑，2s末的速度为v1＝10m/s，设P、Q间动摩擦

5、因数为μ12，P与地面间的动摩擦因数为μ；对Q，由vt图像有a14.8m/s2由牛顿第二定律有mgsin371mgcos37ma1联立求解得110.15，20.035(2)2s后，Q滑到AB上，因1mg2(mM)g，故P、Q相对滑动，且Q减速、P加速，设加速度大小分别是a2、a3，Q从B滑动AB上到P、Q共速所用的时间为t0对Q有1mgma2对P有1mg2(mM)gMa3共速时v1a2t0a3t0解得a2=1.5m/s2、a3=0.1m/s2、t6s故在t＝8s时，P和Q共速vpa3t0.6m/s(3)0~2s内，根据v-t图像中面积的含义，Q在BC上发生的位移x1=9.6m2~8s内，Q

6、发生的位移x2v1vQt030.6m2P发生的位移x3vPt01.8m20~8s内，Q与木板P之间因摩擦而产生的热量Q1mgx1cos37o1mg(x2x3)代入数据得Q54.72J4．如图所示，质量－4－6m＝2.0×10kg、电荷量q＝1.0×10C的带正电微粒静止在空间范围足够大的电场强度为E1的匀强电场中．取g＝10m/s2．(1)求匀强电场的电场强度E1的大小和方向；(2)在t＝0时刻，匀强电场强度大小突然变为3t＝0.20sE2＝4.0×10N/C，且方向不变．求在时间内电场力做的功；(3)在t＝0.20s时刻突然撤掉第(2)问中的电场，求带电微粒回到出发点时的动能．3－4－4

7、【答案】(1)2.0×10(2)8.0×10J(3)8.0×10JN/C，方向向上【解析】【详解】（1）设电场强度为E，则：Eqmg，代入数据解得：Emg2.010410N/C2.0103N/C，方向向上q10106（2）在t0时刻，电场强度突然变化为：E24.0103N/C，设微粒的加速度为a，在t0.20s时间内上升高度为h，电场力做功为W，则：qE2mgma1解得：a110m/s2根据：h1a1t2，解得：h0.2