高中物理动能定理的综合应用易错剖析.docx

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1、高中物理动能定理的综合应用易错剖析一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．一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B端后冲上小车．滑块与小车上表面间的动摩擦因数．（取g=10m/s2）试求：（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）滑块与车面间由于摩

2、擦而产生的内能．【答案】（1）30N（2）1m（3）6J【解析】（1）滑块从A端下滑到B端，由动能定理得（1分）在B点由牛顿第二定律得（2分）解得轨道对滑块的支持力N（1分）（2）滑块滑上小车后，由牛顿第二定律对滑块：，得m/s2（1分）对小车：，得m/s2（1分）设经时间t后两者达到共同速度，则有（1分）解得s（1分）由于s<1．5s，故1s后小车和滑块一起匀速运动，速度v="1"m/s（1分）因此，1．5s时小车右端距轨道B端的距离为m（1分）（3）滑块相对小车滑动的距离为m（2分）所以产生的内能

3、J（1分）2．质量为m=0.5kg、可视为质点的小滑块，从光滑斜面上高h0=0.6m的A点由静止开始自由滑下。已知斜面AB与水平面BC在B处通过一小圆弧光滑连接。长为x0=0.5m的水平面BC与滑块之间的动摩擦因数μ=0.3，C点右侧有3级台阶（台阶编号如图所示），D点右侧是足够长的水平面。每级台阶的高度均为h=0.2m，宽均为L=0.4m。（设滑块从C点滑出后与地面或台阶碰撞后不再弹起）。(1)求滑块经过B点时的速度vB；(2)求滑块从B点运动到C点所经历的时间t；(3)（辨析题）某同学是这样求滑块

4、离开C点后，落点P与C点在水平方向距离x，滑块离开C点后做平抛运动，下落高度H=4h=0.8m，在求出滑块经过C点速度的基础上，根据平抛运动知识即可求出水平位移x。你认为该同学解法是否正确？如果正确，请解出结果。如果不正确，请说明理由，并用正确的方法求出结果。【答案】(1)23m/s；(2)0.155s；（3）不正确，因为滑块可能落到某一个台阶上；正确结果1.04m【解析】【详解】(1)物体在斜面AB上下滑，机械能守恒mgh01mvB202解得vB2gh0＝2100.623m/s(2)根据动能定理得m

5、gh0mgx01mvC202解得vC2g(h0x0)210(0.60.30.5)3m/s根据牛顿第二定律得mgma则ag0.310m/s23m/s2t1vCvB323s0.155sa3(3)不正确，因为滑块可能落到某一个台阶上。正确解法：假定无台阶，滑块直接落在地上t2H20.8s0.4sg10水平位移xvct1.2m恰好等于3L（也就是恰好落在图中的D点），因此滑块会撞在台阶上。当滑块下落高度为2h时t22h220.2s0.283sg10水平位移xvct30.283m0.85m大于2L，所以也不会撞

6、到①、②台阶上，而只能落在第③级台阶上。则有3h1gt22，xpcvct22解得xpc33m1.04m5【点睛】根据机械能守恒定律或动能动能定理求出滑块经过B点时的速度vB。根据动能定理求出滑块到达C点的速度，再通过牛顿第二定律和运动学公式求出从B点运动到C点所经历的时间t。因为物体做平抛运动不一定落到地面上，可能落在某一个台阶上，先根据假设法判断物体所落的位置，再根据平抛运动的知识求出水平位移。3．在某电视台举办的冲关游戏中，AB是处于竖直平面内的光滑圆弧轨道，半径R=1.6m，BC是长度为L1=3

7、m的水平传送带，CD是长度为L2=3.6m水平粗糙轨道，AB、CD轨道与传送带平滑连接，参赛者抱紧滑板从A处由静止下滑，参赛者和滑板可视为质点，参赛者质量m=60kg，滑板质量可忽略．已知滑板与传送带、水平轨道的动摩擦因数分别为122μ=0.4、μ=0.5，g取10m/s.求：（1）参赛者运动到圆弧轨道B处对轨道的压力；（2）若参赛者恰好能运动至D点，求传送带运转速率及方向；（3）在第（2）问中，传送带由于传送参赛者多消耗的电能．【答案】（1）1200N，方向竖直向下（2）顺时针运转，v=6m/s（3

8、）720J【解析】(1)对参赛者：A到B过程，由动能定理mgR(1－cos60°)＝1mvB22解得vB＝4m/s在B处，由牛顿第二定律NB－mg＝mv2BR解得NB＝2mg＝1200N根据牛顿第三定律：参赛者对轨道的压力N′B＝NB＝1200N，方向竖直向下．(2)C到D过程，由动能定理－μ2mgL2＝0－1mvC22C解得v＝6m/sB到C过程，由牛顿第二定律μ1mg＝ma解得a＝4m/s2(2分)参赛者加速至vC历时t＝vCvB＝0.5sa位移x1