高考物理动能定理的综合应用专项训练100(附答案)含解析.docx

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1、高考物理动能定理的综合应用专项训练100(附答案)含解析一、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

2、力多大；（3）若运动员从直线段的中点出发，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

3、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)v52m/s1【解析】【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：v2FNmgm解

4、得：FN4.5N（3）小球离开圆弧后做平抛运动根据动能定理可知：Rmgh1mv121mv222解得：v152m/s3．如图，固定在竖直平面内的倾斜轨道AB，与水平光滑轨道BC相连，竖直墙壁CD高H0.2m，紧靠墙壁在地面固定一个和CD等高，底边长L0.3m的斜面，一个质量m0.1kg的小物块平抛出，已知小物块在段与水平面的夹角为(视为质点)在轨道AB上从距离B点l4m处由静止释放，从C点水AB段与轨道间的动摩擦因数为0.5，达到B点时无能量损失；ABo2，sin37o0.6，cos37o0.8)37.(重力加速度g10m/s(1)求小物块运动到B点时的速度大小；(2)求小物块从

5、C点抛出到击中斜面的时间；(3)改变小物块从轨道上释放的初位置，求小物块击中斜面时动能的最小值.【答案】(1)4m/s(2)1s(3)0.15J15【解析】【分析】(1)对滑块从A到B过程，根据动能定理列式求解末速度；(2)从C点画出后做平抛运动，根据分位移公式并结合几何关系列式分析即可；(3)动能最小时末速度最小，求解末速度表达式分析即可.【详解】1对滑块从A到B过程，根据动能定理，有：mglsin37oμmgcos37o1mvB2，2解得：vB4m/s；2设物体落在斜面上时水平位移为x，竖直位移为y，画出轨迹，如图所示：对平抛运动，根据分位移公式，有：xv0t，y1gt2，2H

6、yH2结合几何关系，有：L，x3解得：t1s；153对滑块从A到B过程，根据动能定理，有：mglsin37oμmgcos37o1mvB2，2对平抛运动，根据分位移公式，有：xv0t，y1gt2，2结合几何关系，有：HyH2xL，3从A到碰撞到斜面过程,根据动能定理有：mglsin37oμmgcos37olmgy1mv202联立解得：1mv2mg25y9H218H，21616y16故当25y9H2，即y3H0.12m时，动能Ek最小为：Ekm0.15J；1616y5【点睛】本题是力学综合问题，关键是正确的受力分析，明确各个阶段的受力情况和运动性质，根据动能定理和平抛运动的规律列式分析

7、，第三问较难，要结合数学不等式知识分析.4．一个平板小车置于光滑水平面上，其右端恰好和一个光滑圆弧轨道AB的底端等高对接，如图所示．已知小车质量M=3．0kg，长L=2．06m，圆弧轨道半径R=0．8m．现将一质量m=1．0kg的小滑块，由轨道顶端A点无初速释放，滑块滑到与小车上表面间的动摩擦因数．（取g=10m/s2）试求：B端后冲上小车．滑块（1）滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小；（2）小车运动1．5s时，车右端距轨道B端的距离；（3）滑块与车面间