【物理】物理试卷分类汇编物理动能与动能定理(及答案)及解析.docx

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1、【物理】物理试卷分类汇编物理动能与动能定理(及答案)及解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．如图所示，质量m=3kg的小物块以初速度秽v0=4m/s水平向右抛出，恰好从A点沿着圆弧的切线方向进入圆弧轨道。圆弧轨道的半径为R=3.75m，B点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道与水平轨道BD平滑连接，A与圆心D的连线与竖直方向成37角，MN是一段粗糙的水平轨道，小物块与MN间的动摩擦因数μ=0.1，轨道其他部分光滑。最右侧是一个半径为r=0.4m的半圆弧轨道，C点是圆弧轨道的最高点，半圆弧轨道与水平轨道BD在D点平滑连接。已知重力加

2、速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。（1）求小物块经过B点时对轨道的压力大小；（2）若MN的长度为L0=6m，求小物块通过C点时对轨道的压力大小；（3）若小物块恰好能通过C点，求MN的长度L。【答案】（1）62N（2）60N（3）10m【解析】【详解】（1）物块做平抛运动到A点时，根据平抛运动的规律有：v0vAcos37v04m/s5m/s解得：vAcos370.8小物块经过A点运动到B点，根据机械能守恒定律有：1mvA2mgRRcos371mvB222小物块经过B点时，有：FNBmgmvB2R解得：

3、FNBmg32cos37mvB262NR根据牛顿第三定律，小物块对轨道的压力大小是62N（2）小物块由B点运动到C点，根据动能定理有：mgL0mg2r1mvC21mvB222在C点，由牛顿第二定律得：FNCmgmvC2r代入数据解得：FNC60N根据牛顿第三定律，小物块通过C点时对轨道的压力大小是60N（3）小物块刚好能通过C点时，根据mgmvC22r解得：vC2gr100.4m/s2m/s小物块从B点运动到C点的过程，根据动能定理有：mgLmg2r1mvC221mvB222代入数据解得：L=10m2．如图所示，半径R=0.5m的

4、光滑圆弧轨道的左端A与圆心O等高，B为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道的右端C与一倾角θ=37°的粗糙斜面相切。一质量m=1kg的小滑块从A点正上方h=1m处的P点由静止自由下落。已知滑块与粗糙斜面间的动摩擦因数μ=0.5，sin37=0°.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2。(1)求滑块第一次运动到B点时对轨道的压力。(2)求滑块在粗糙斜面上向上滑行的最大距离。(3)通过计算判断滑块从斜面上返回后能否滑出A点。【答案】(1)70N；(2)1.2m；(3)能滑出A【解析】【分析】【详解】(1)滑块从P到B的运动过程只有

5、重力做功，故机械能守恒，则有mghR1mvB22那么，对滑块在B点应用牛顿第二定律可得，轨道对滑块的支持力竖直向上，且FNmvB2mg2mghRmg70NRR故由牛顿第三定律可得：滑块第一次运动到B点时对轨道的压力为70N，方向竖直向下。(2)设滑块在粗糙斜面上向上滑行的最大距离为，滑块运动过程只有重力、摩擦力做功，L故由动能定理可得mg（hRRcos37Lsin37）mgLcos370所以L1.2m(3)对滑块从P到第二次经过B点的运动过程应用动能定理可得12mvBmghR2mgLcos370.54mgmgR所以，由滑块在光滑圆

6、弧上运动机械能守恒可知：滑块从斜面上返回后能滑出A点。【点睛】经典力学问题一般先对物体进行受力分析，求得合外力及运动过程做功情况，然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解。3．某小型设备工厂采用如图所示的传送带传送工件。传送带由电动机带动，以v2m/s的速度顺时针匀速转动，倾角37。工人将工件轻放至传送带最低点A，由传送带传送至7，所运送的每个工最高点B后再由另一工人运走，工件与传送带间的动摩擦因数为8件完全相同且质量m2kg。传送带长度为L6m，不计空气阻力。（工件可视为质点，sin370.6，cos370.8，g10m/s2）

7、求：(1)若工人某次只把一个工件轻放至A点，则传送带将其由最低点A传至B点电动机需额外多输出多少电能？(2)若工人每隔1秒将一个工件轻放至A点，在传送带长时间连续工作的过程中，电动机额外做功的平均功率是多少？【答案】(1)104J；(2)104W【解析】【详解】(1)对工件mgcosmgsinmav22axvat1t12s得x2mx带vt12xx相x带x2m由能量守恒定律E电QEpEk即E电mgcosx相mgLsin1mv22代入数据得E电104J(2)由题意判断，每1s放一个工件，传送带上共两个工件匀加速，每个工件先匀加速后匀速

8、运动，与带共速后工件可与传送带相对静止一起匀速运动。匀速运动的相邻的两个工件间距为xvt2mLxnx得n2所以，传送带上总有两个工件匀加速，两个工件匀速则传送带所受摩擦力为f2mgcos2mgsin电动机因传送工件额外做功功率为Pfv104W4．如