高考物理动能与动能定理解析版汇编含解析.docx

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1、高考物理动能与动能定理解析版汇编含解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．如图所示，半径R=0.5m的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【答案】(1)70N；(2)1.2m；(3)

2、能滑出AA点。【解析】【分析】【详解】(1)滑块从P到B的运动过程只有重力做功，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L，滑块运动过程只有重力、摩擦力做功，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1mvB22mghR2mgLcos370.54mgmg

3、R所以，由滑块在光滑圆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。2．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

4、动摩擦因数μ=0.4，重力加速度g值取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mvM2FNmg整理得RFN4.8N根据牛顿第三定律可知，物块对轨道的压力大小为4.8N(3)从D到P物

5、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x2m3．某校兴趣小组制作了一个游戏装置，其简化模型如图所示，在A点用一弹射装置可将静止的小滑块以v0水平速度弹射出去，沿水平直线轨道运动到B点后，进入半径R=0.3m的光滑竖直圆形轨道，运行一周后自B点向C点运动，C点右侧有一陷阱，、D两点的C竖直高度差h=0.2m，水平距离s=0.6m，水平轨道AB长为L1=1m，BC长为L2=2.6m，小滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度=10m/s2.g(1)若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点，求小滑块在A点弹射出的速度大

6、小；(2)若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后只要不掉进陷阱即为胜出，求小滑块在A点弹射出的速度大小的范围．【答案】（1）（2）5m/s≤vA≤6m/s和vA≥【解析】【分析】【详解】（1）小滑块恰能通过圆轨道最高点的速度为v，由牛顿第二定律及机械能守恒定律由B到最高点1mv2B2mgR1mv222由A到B：解得A点的速度为（2）若小滑块刚好停在C处，则：解得A点的速度为若小滑块停在BC段，应满足3m/svA4m/s若小滑块能通过C点并恰好越过壕沟，则有h1gt22svct解得所以初速度的范围为3m/svA4m/s和vA5m/s4．如图所示，斜面高为h，水平面上D、C两点距离为

7、L。可以看成质点的物块从斜面顶点A处由静止释放，沿斜面AB和水平面BC运动，斜面和水平面衔接处用一长度可以忽略不计的光滑弯曲轨道连接，图中没有画出，不计经过衔接处B点的速度大小变化，最终物块停在水平面上C点。已知物块与斜面和水平面间的滑动摩擦系数均为μ。请证明：斜面倾角θ稍微增加后，（不改变斜面粗糙程度）从同一位置A点由静止释放物块，如图中虚线所示，物块仍然停在同一位置C点。【答案】见解析所示【解