高考物理试题真题分类汇编物理动能与动能定理.docx

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1、高考物理试题真题分类汇编物理动能与动能定理一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．如图所示，粗糙水平地面与半径为R=0.4m的粗糙半圆轨道BCD相连接，且在同一竖直平面内，O是BCD的圆心，BOD在同一竖直线上．质量为m=1kg的小物块在水平恒力F=15N的作用下，从A点由静止开始做匀加速直线运动，当小物块运动到B点时撤去F，小物块沿半圆轨道运动恰好能通过D点，已知A、B间的距离为3m，小物块与地面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10m/s2．求：（1）小物块运动到B点时对圆轨道B点的压力大小．（2

2、）小物块离开D点后落到地面上的点与D点之间的距离【答案】（1）160N（2）0.82m【解析】【详解】（1）小物块在水平面上从A运动到B过程中，根据动能定理，有：（F-μmg）xAB1B2=mv-02在B点，以物块为研究对象，根据牛顿第二定律得：NmgmvB2R联立解得小物块运动到B点时轨道对物块的支持力为：N=160N由牛顿第三定律可得，小物块运动到B点时对圆轨道B点的压力大小为：N′=N=160N（2）因为小物块恰能通过D点，所以在D点小物块所受的重力等于向心力，即：2mgmvDR可得：vD=2m/s

3、设小物块落地点距B点之间的距离为x，下落时间为t，根据平抛运动的规律有：x=vDt，12R=gt22解得：x=0.8m则小物块离开D点后落到地面上的点与D点之间的距离l2x0.82m2．在光滑绝缘的水平面上，存在平行于水平面向右的匀强电场，电场强度为E，水平面上放置两个静止、且均可看作质点的小球A和B，两小球质量均为m，A球带电荷量为Q，B球不带电，A、B连线与电场线平行，开始时两球相距L，在电场力作用下，A球与B球发生对心弹性碰撞．设碰撞过程中，A、B两球间无电量转移．(1)第一次碰撞结束瞬间A、B两球的

4、速度各为多大?(2)从开始到即将发生第二次碰撞这段过程中电场力做了多少功?(3)从开始到即将发生第二次碰撞这段过程中，若要求A在运动过程中对桌面始终无压力且刚好不离开水平桌面(v=0时刻除外)，可以在水平面内加一与电场正交的磁场．请写出磁场B与时间t的函数关系．2QELBm2g【答案】(1)vA10vB1(2)5QEL2mL(3)2EtmQQE(2mLt32mL)QEQE【解析】（1）A球的加速度aQE，碰前A的速度vA12aL2QEL；碰前B的速度vB10mm''设碰后A、B球速度分别为vA1、vB1，两

5、球发生碰撞时，由动量守恒和能量守恒定律有：''121'21'2mvA1mvA1mvB1，2mvA12mvA12mvB1''2QEL所以B碰撞后交换速度：vA10，vB1vA1m（2）设A球开始运动时为计时零点，即t0，A、B球发生第一次、第二次的碰撞时刻分别为t1、t2；由匀变速速度公式有：t1vA102mLaQE第一次碰后，经t2t1时间A、B两球发生第二次碰撞，设碰前瞬间A、B两球速度分别为vA2和vB2，由位移关系有：'122mLvB1t2t12at2t1，得到：t23t13QE2QEL'vA2at2

6、t12at12vA12m；vB2vB11212由功能关系可得：W电=2mvA22mvB25QEL（另解：两个过程A球发生的位移分别为x1、x2，x1L，由匀变速规律推论x24L，根据电场力做功公式有：WQEx1x25QEL）（3）对A球由平衡条件得到：QBvAmg，vAat，aQEm从A开始运动到发生第一次碰撞：mgm2g2mLBt20tQatQEtQEBtm2g2mL2mL2mLt3从第一次碰撞到发生第二次碰撞：2tQEQEQEQE点睛：本题是电场相关知识与动量守恒定律的综合，虽然A球受电场力，但碰撞的内

7、力远大于内力，则碰撞前后动量仍然守恒．由于两球的质量相等则弹性碰撞后交换速度．那么A球第一次碰后从速度为零继续做匀加速直线运动，直到发生第二次碰撞．题设过程只是发生第二次碰撞之前的相关过程，有涉及第二次以后碰撞，当然问题变得简单些．3．如图所示，在倾角为θ=30°的固定斜面上固定一块与斜面垂直的光滑挡板，质量为m的半圆柱体A紧靠挡板放在斜面上，质量为2m的圆柱体B放在A上并靠在挡板上静止。与B半径均为R，曲面均光滑，半圆柱体A底面与斜面间的动摩擦因数为μ．现用平行斜面向上的力拉A，使A沿斜面向上缓慢移动

8、，直至B恰好要降到斜面．设最大静摩擦力等A于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：（1）未拉A时，B受到A的作用力F大小；（2）在A移动的整个过程中，拉力做的功W；（3）要保持A缓慢移动中拉力方向不变，动摩擦因数的最小值μmin．【答案】（1）F=13)mgR（3）533mg（2）W(9min92【解析】【详解】（1）研究B，据平衡条件，有F=2mgcosθ解得F=3mg（2）研究整体，据平衡条件，斜面对A的支持力