高中物理动能与动能定理精编习题.docx

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1、高中物理动能与动能定理精编习题一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．如图所示，固定的粗糙弧形轨道下端B点水平，上端A与B点的高度差为h1＝0.3m，倾斜传送带与水平方向的夹角为θ＝37°，传送带的上端C点到B点的高度差为h2＝0.1125m(传送带传动轮的大小可忽略不计)．一质量为m＝1kg的滑块(可看作质点)从轨道的A点由静止滑下，然后从B点抛出，恰好以平行于传送带的速度从C点落到传送带上，传送带逆时针传动，速度大小为v＝0.5m/s，滑块与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.8

2、，且传送带足够长，滑块运动过程中空气阻力忽略不计，g＝10m/s2，试求：(1).滑块运动至C点时的速度vC大小；(2).滑块由A到B运动过程中克服摩擦力做的功Wf；(3).滑块在传送带上运动时与传送带摩擦产生的热量Q.【答案】（1）2.5m/s（2）1J（3）32J【解析】本题考查运动的合成与分解、动能定理及传送带上物体的运动规律等知识。(1)在C点，竖直分速度：vy2gh21.5m/svyvcsin370，解得：vc2.5m/s(2)C点的水平分速度与B点的速度相等，则vB＝vx＝vCcos37

3、＝2m/s从A到B点的过程中，据动能定理得：mgh1Wf1mvB2，解得：Wf1J2(3)滑块在传送带上运动时，根据牛顿第二定律得：mgcos37－mgsin37＝ma解得：a＝0.4m/s2达到共同速度所需时间vvc5sta二者间的相对位移xvvctvt5m2由于mgsin37mgcos37，此后滑块将做匀速运动。滑块在传送带上运动时与传送带摩擦产生的热量Q＝mgcos370x＝32J2．如图所示，足够长的光滑绝缘水平台左端固定一被压缩的绝缘轻质弹簧，一个质量m0.04kg，电量q3104C的带负电

4、小物块与弹簧接触但不栓接，弹簧的弹性势能为0.32J。某一瞬间释放弹簧弹出小物块，小物块从水平台右端A点飞出，恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的最高点B，并沿轨道BC滑下，运动到光滑水平轨道CD，从D点进入到光滑竖直圆内侧轨道。已知倾斜轨道与水平方向夹角为37，倾斜轨道长为L2.0m，带电小物块与倾斜轨道间的动摩擦因数0.5。小物块在C点没有能量损失，所有轨道都是绝缘的，运动过程中小物块的电量保持不变，可视为质点。只有光滑竖直圆轨道处存在范围足够大的竖直向下的匀强电场，场强E2105V/m

5、。已知cos370.8，sin370.6，取g10m/s2，求：（1）小物块运动到A点时的速度大小vA；（2）小物块运动到C点时的速度大小vC；（3）要使小物块不离开圆轨道，圆轨道的半径应满足什么条件？【答案】（1）4m/s；（2）33m/s；（3）R?0.022m【解析】【分析】【详解】（1）释放弹簧过程中，弹簧推动物体做功，弹簧弹性势能转变为物体动能EP1mvA22解得vA＝2EP＝20.32＝4m/sm0.04（2）A到B物体做平抛运动，到B点有vA＝cos37vB所以4vB＝＝5m/s0.8B

6、到C根据动能定理有mgLsin37mgcos37L1mvC21mvB222解得vC＝33m/s（3）根据题意可知，小球受到的电场力和重力的合力方向向上，其大小为F=qE-mg=59.6N所以D点为等效最高点，则小球到达D点时对轨道的压力为零，此时的速度最小，即F＝mvD2R解得FRvD＝m所以要小物块不离开圆轨道则应满足vC≥vD得：R≤0.022m3．如图所示，倾角为30°6m/s的速度运的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以动，运动方向如图所示．一个质量为2kg的物体（物体可以视为质点），从h

7、=3.2m高处由静止沿斜面下滑，物体经过A点时，不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其动能损失．物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g=10m/s2，求：（1）物体第一次到达A点时速度为多大？（2）要使物体不从传送带上滑落，传送带AB间的距离至少多大？（3）物体随传送带向右运动，最后沿斜面上滑的最大高度为多少？【答案】（1）8m/s（2）6.4m（3）1.8m【解析】【分析】（1）本题中物体由光滑斜面下滑的过程，只有重力做功，根据机械能守恒求解物体到斜面末端的速度大小；（2）当物体

8、滑到传送带最左端速度为零时，AB间的距离L最小，根据动能定理列式求解；（3）物体在到达A点前速度与传送带相等，最后以6m/s的速度冲上斜面时沿斜面上滑达到的高度最大，根据动能定理求解即可．【详解】（1）物体由光滑斜面下滑的过程中，只有重力做功，机械能守恒，则得：mgh1mv22解得：v2gh2103.28m/s（2）当物体滑动到传送带最左端速度为零时，AB间的距离L最小，由动能能力得：mgL01mv22解得：v282m6.4mLg20.5102（3）因为