高中物理动能定理的综合应用专项练习.docx

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1、高中物理动能定理的综合应用专项练习一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．如图所示，半径R2m的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内，轨道的B端切线水平，且距水平地面高度为h=1.25m，现将一质量m=0.2kg的小滑块从A点由静止释放，滑块沿圆弧轨道运动至B点以v5m/s的速度水平飞出（g取10m/s2）．求：（1）小滑块沿圆弧轨道运动过程中所受摩擦力做的功；（2）小滑块经过B点时对圆轨道的压力大小；（3）小滑块着地时的速度大小.【答案】(1)Wf1.5J(2)FN4.5N(3)v152m/s【解

2、析】【分析】【详解】（1）滑块在圆弧轨道受重力、支持力和摩擦力作用，由动能定理mgR-Wf=1mv22Wf=1.5J（2）由牛顿第二定律可知：FNmgmv2R解得：FN4.5N（3）小球离开圆弧后做平抛运动根据动能定理可知：mgh1mv21mv2212解得：v152m/s2．如图所示，光滑曲面与光滑水平导轨MN相切，导轨右端N处于水平传送带理想连接，传送带长度L=4m，皮带轮沿顺时针方向转动，带动皮带以恒定速率v=4.0m/s运动．滑块B、C之间用细绳相连，其间有一压缩的轻弹簧，B、C与细绳、弹簧

3、一起静止在导轨MN上.一可视为质点的滑块A从h=0.2m高处由静止滑下，已知滑块A、B、C质量均为m=2.0kg，滑块A与B碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短．因碰撞使连接B、C的细绳受扰动而突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离.滑块C脱离弹簧后以速度vC=2.0m/s滑上传送带，并从右端滑出落至地面上的P点．已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g取10m/s2.(1)求滑块C从传送带右端滑出时的速度大小；(2)求滑块B、C与细绳相连时弹簧的弹性势能E；P(3)若每次实验开始

4、时弹簧的压缩情况相同，要使滑块C总能落至P点，则滑块A与滑块B碰撞前速度的最大值vm是多少？【答案】(1)4.0m/s(2)2.0J(3)8.1m/s【解析】【分析】【详解】（1）滑块C滑上传送带到速度达到传送带的速度v=4m/s所用的时间为t，加速度大小为a，在时间t内滑块C的位移为x，有mgmavvCatxvCt1at22代入数据可得x3mx3mL滑块C在传送带上先加速，达到传送带的速度v后随传送带匀速运动，并从右端滑出，则滑块C从传送带右端滑出时的速度为v=4.0m/s（2）设A、B碰撞前A的速度为v

5、0，A、B碰撞后的速度为v1，A、B与C分离时的速度为v2，有mAgh1mAv022mAv0(mAmB)v1(mAmB)v1(mAmB)v2mCvCA、B碰撞后，弹簧伸开的过程系统能量守恒EP1(mm)v21(mm)v21mv22AB12AB22CC代入数据可解得EP2.0J（3）在题设条件下，若滑块A在碰撞前速度有最大值，则碰撞后滑块C的速度有最大值，它减速运动到传送带右端时，速度应当恰好等于传送带的速度v.设A与B碰撞后的速度为v1，分离后A与B的速度为v2，滑块C的速度为vC，C在传送带上做匀减

6、速运动的末速度为v=4m/s，加速度大小为2m/s2，有v2vC2(a)L解得vC42m/s以向右为正方向，A、B碰撞过程mAvm(mAmB)v1弹簧伸开过程(mAmB)v1mCvC(mAmB)v2Ep+1(mAmB)v121(mAmB)v22+1mCvC2222代入数据解得7vm4228.1m/s．43．如图所示，位于竖直平面内的轨道BCDE，由一半径为R=2m的1光滑圆弧轨道BC和光4滑斜直轨道DE分别与粗糙水平面相切连接而成．现从B点正上方H=1.2m的A点由静止释放一质量m=1kg的物块，物

7、块刚好从B点进入1圆弧轨道．已知CD的距离L=4m，物块4与水平面的动摩擦因数=0.25，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力．求：(1)物块第一次滑到C点时的速度；(2)物块第一次滑上斜直轨道DE的最大高度；(3)物块最终停在距离D点多远的位置．【答案】(1)8m/s(2)2.2m(3)0.8m【解析】【分析】根据动能定理可求物块第一次滑到C点时的速度；物块由A到斜直轨道最高点的过程，由动能定理求出物块第一次滑上斜直轨道DE的最大高度；物块将在轨道BCDE上做往返运动，直至停下，设物块在水平轨道CD上

8、通过的总路程为S，根据动能定理求出．【详解】解：(1)根据动能定理可得mg(HR)1mv22解得v8m/s(2)物块由A到斜直轨道最高点的过程，由动能定理有：mg(HR)mgLmgh0解得：h2.2m(3)物块将在轨道BCDE上做往返运动，直至停下，设物块在水平轨道CD上通过的总路程为S，则：mg(HR)mgS0解得：S12.8m因:S3L0.8m,故物块最终将停在距离D点0.8m处的位置．4．如图所示,在粗糙水