高考物理动能与动能定理专题训练答案.docx

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1、高考物理动能与动能定理专题训练答案一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．如图所示，质量m=3kg的小物块以初速度秽v0=4m/s水平向右抛出，恰好从A点沿着圆弧的切线方向进入圆弧轨道。圆弧轨道的半径为R=3.75m，B点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道与水平轨道BD平滑连接，A与圆心D的连线与竖直方向成37角，MN是一段粗糙的水平轨道，小物块与MN间的动摩擦因数μ=0.1，轨道其他部分光滑。最右侧是一个半径为r=0.4m的半圆弧轨道，C点是圆弧轨道的最高点，半圆弧轨道与水平轨道BD在D点平滑连接。已知重力加速度g=10m/

2、s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。（1）求小物块经过B点时对轨道的压力大小；（2）若MN的长度为L0=6m，求小物块通过C点时对轨道的压力大小；（3）若小物块恰好能通过C点，求MN的长度L。【答案】（1）62N（2）60N（3）10m【解析】【详解】（1）物块做平抛运动到A点时，根据平抛运动的规律有：v0vAcos37v04m/s5m/s解得：vAcos370.8小物块经过A点运动到B点，根据机械能守恒定律有：1mvA2mgRRcos371mvB222小物块经过B点时，有：FNBmgmvB2R解得：FNBm

3、g32cos37mvB262NR根据牛顿第三定律，小物块对轨道的压力大小是62N（2）小物块由B点运动到C点，根据动能定理有：mgL0mg2r1mvC21mvB222在C点，由牛顿第二定律得：FNCmgmvC2r代入数据解得：FNC60N根据牛顿第三定律，小物块通过C点时对轨道的压力大小是60N（3）小物块刚好能通过C点时，根据mgmvC22r解得：vC2gr100.4m/s2m/s小物块从B点运动到C点的过程，根据动能定理有：mgLmg2r1mvC221mvB222代入数据解得：L=10m2．如图所示，斜面ABC下端与光

4、滑的圆弧轨道CDE相切于CD是最，整个装置竖直固定，低点，圆心角∠DOC＝37°，E、B与圆心O等高，圆弧轨道半径R＝0.30m，斜面长L＝1.90m，AB部分光滑，BC部分粗糙．现有一个质量m＝0.10kg的小物块P从斜面上端A点无初速下滑，物块P与斜面BC部分之间的动摩擦因数μ＝0.75．取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2，忽略空气阻力．求：（1）物块第一次通过C点时的速度大小vC．（2）物块第一次通过D点时受到轨道的支持力大小FD．（3）物块最终所处的位置．【答案】（1）32m/

5、s（2）7.4N（3）0.35m【解析】【分析】由题中“斜面ABC下端与光滑的圆弧轨道CDE相切于C”可知，本题考查动能定理、圆周运动和机械能守恒，根据过程分析，运用动能定理、机械能守恒和牛顿第二定律可以解答．【详解】（1）BC长度lRtan53o0.4m，由动能定理可得mg(Ll)sin37o1mvB22代入数据的vB32m/s物块在BC部分所受的摩擦力大小为fmgcos37o0.60N所受合力为Fmgsin37of0故vCvB32m/s（2）设物块第一次通过D点的速度为vD，由动能定理得mgR(1cos37o)1mvD

6、21mvC222有牛顿第二定律得FDmgmvD2R联立解得FD7.4N（3）物块每次通过BC所损失的机械能为Efl0.24J物块在B点的动能为EkB1mvB22解得EkB0.9J物块经过BC次数n0.9J=3.750.24J设物块最终停在距离C点x处，可得mg(Lx)sin37of(3l+x)0代入数据可得x0.35m3．某游乐场拟推出一个新型滑草娱乐项目，简化模型如图所示。游客乘坐的滑草车（两者的总质量为60kg），从倾角为53的光滑直轨道AC上的B点由静止开始下滑，到达C点后进入半径为R5m，圆心角为

7、53的圆弧形光滑轨道CD，过D点后滑入倾角为（可以在0剟75范围内调节）、动摩擦因数为3的足够长的草地轨道3DE。已知D点处有一小段光滑圆弧与其相连，不计滑草车在D处的能量损失，B点到C点的距离为L0=10m，g10m/s。求：(1)滑草车经过轨道D点时对轨道D点的压力大小；(2)滑草车第一次沿草地轨道DE向上滑行的时间与的关系式；(3)取不同值时，写出滑草车在斜面上克服摩擦所做的功与tan的关系式。t2【答案】(1)3000N3；(3)见解析；(2)sincos3【解析】【

8、分析】【详解】(1)根据几何关系可知CD间的高度差HCDR1cos532m从B到D点，由动能定理得mgL0sin53HCD1mvD202解得vD102m/s对D点，设滑草车受到的支持力FD，由牛顿第二定律FmgmvD2DR解得FD3000N由牛顿第三定律得，滑草车对轨道的压力为3000N。(2)滑草车在