高考物理动能与动能定理试题(有答案和解析).docx

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1、高考物理动能与动能定理试题(有答案和解析)一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．如图所示，粗糙水平桌面上有一轻质弹簧左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R=1.0m的圆环剪去了左上角120°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离是h=2.4m。用质量为m=0.2kg的物块将弹簧由B点缓慢压缩至C点后由静止释放，弹簧在C点时储存的弹性势能Ep=3.2J，物块飞离桌面后恰好P点沿切线落入圆轨道。已知物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.4，重力加速度g值取

2、10m/s2，不计空气阻力，求∶(1)物块通过P点的速度大小；(2)物块经过轨道最高点M时对轨道的压力大小；(3)C、D两点间的距离；【答案】(1)8m/s；(2)4.8N；(3)2m【解析】【分析】【详解】(1)通过P点时，由几何关系可知，速度方向与水平方向夹角为60o，则vy22ghsin60ovyv整理可得，物块通过P点的速度v8m/s(2)从P到M点的过程中，机械能守恒1mv2=mgR(1cos60o)+1mvM222在最高点时根据牛顿第二定律mvM2FNmgR整理得FN4.8N根据牛顿第三定律可知，物块对轨

3、道的压力大小为4.8N(3)从D到P物块做平抛运动，因此vDvcos60o4m/s从C到D的过程中，根据能量守恒定律Epmgx1mvD22C、D两点间的距离x2m2．如图所示，水平地面上一木板质量M＝1kg，长度L＝3.5m，木板右侧有一竖直固定的四分之一光滑圆弧轨道，轨道半径R＝1m，最低点P的切线与木板上表面相平．质量m＝2kg的小滑块位于木板的左端，与木板一起向右滑动，并以v039m/s的速度与圆弧轨道相碰，木板碰到轨道后立即停止，滑块沿木板冲上圆弧轨道，后又返回到木板上，最终滑离木板．已知滑块与木板上表面间的

4、动摩擦因数μ1＝0.2，木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1，g取10m/s2．求：(1)滑块对P点压力的大小；(2)滑块返回木板上时，木板的加速度大小；(3)滑块从返回木板到滑离木板所用的时间．【答案】(1)70N(2)1m/s2(3)1s【解析】【分析】【详解】(1)滑块在木板上滑动过程由动能定理得：－μ1mgL＝1mv2－1mv0222解得：v＝5m/s在P点由牛顿第二定律得：F－mg＝mv2r解得：F＝70N由牛顿第三定律，滑块对P点的压力大小是70N(2)滑块对木板的摩擦力F＝μmg＝4Nf11地面对木板

5、的摩擦力Ff2＝μ2(M＋m)g＝3N对木板由牛顿第二定律得：Ff1－Ff2＝Maa＝Ff1－Ff2＝1m/s2M(3)滑块滑上圆弧轨道运动的过程机械能守恒，故滑块再次滑上木板的速度等于v＝5m/s对滑块有：(x＋L)＝vt－1μ1gt22对木板有：x＝1at22解得：t＝1s或t＝7s(不合题意，舍去)3故本题答案是：(1)70N(2)1m/s2(3)1s【点睛】分析受力找到运动状态，结合运动学公式求解即可．3．如图，在竖直平面内，半径R=0.5m的光滑圆弧轨道ABC与粗糙的足够长斜面CD相切于C点，CD与水平面的

6、夹角θ=37°，B是轨道最低点，其最大承受力Fm=21N，过A点的切线沿竖直方向。现有一质量m=0.1kg的小物块，从A点正上方的P点由静止落下。已知物块与斜面之间的动摩擦因数μ=0.5.取sin37°=0.6.co37=0.8°，g=10m/s2，不计空气阻力。(1)为保证轨道不会被破坏，求P、A间的最大高度差H及物块能沿斜面上滑的最大距离L；(2)若P、A间的高度差h=3.6m，求系统最终因摩擦所产生的总热量Q。【答案】(1)4.5m，4.9m；(2)4J【解析】【详解】(1)设物块在B点的最大速度为vB，由牛顿

7、第二定律得：FmmgmvB2R从P到Ｂ，由动能定理得mg(HR)1mvB202解得H=4.5m物块从B点运动到斜面最高处的过程中，根据动能定理得：-mg[R（1-cos37）°+Lsin37]°-μmgcos37°?L=01mvB22解得L=4.9m(3)物块在斜面上，由于mgsin37＞°μmgcos37，°物块不会停在斜面上，物块最后以B点为中心，C点为最高点沿圆弧轨道做往复运动，由功能关系得系统最终因摩擦所产生的总热量Q=mg（h+Rcos37°）解得Q=4J4．如图所示，一长度LAB=4．98m，倾角θ=30

8、的°光滑斜面AB和一固定粗糙水平台BC平滑连接，水平台长度LBC=0．4m，离地面高度H=1．4m，在C处有一挡板，小物块与挡板碰撞后原速率反弹，下方有一半球体与水平台相切，整个轨道处于竖直平面内。在斜面顶端A处静止释放质量为m="2kg"的小物块（可视为质点），忽略空气阻力，小物块与间的动摩擦因素μ=0．1，g取10m/s2。问：BC（1）