高中物理动能与动能定理模拟试题含解析.docx

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1、高中物理动能与动能定理模拟试题含解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．如图所示，圆弧轨道AB是在竖直平面内的1圆周，B点离地面的高度h=0.8m，该处切4线是水平的，一质量为m=200g的小球（可视为质点）自A点由静止开始沿轨道下滑（不计小球与轨道间的摩擦及空气阻力），小球从B点水平飞出，最后落到水平地面上的D点．已知小物块落地点D到C点的距离为x=4m，重力加速度为g=10m/s2．求：（1）圆弧轨道的半径（2）小球滑到B点时对轨道的压力．【答案】（1）圆弧轨道的半径是5m．（2）小球滑到B点时对轨道

2、的压力为6N，方向竖直向下．【解析】（1）小球由B到D做平抛运动，有：h=1gt22x=vBt解得：vBxg1010m/s420.82hA到B过程，由动能定理得：12-0mgR=mvB2解得轨道半径R=5m（2）在B点，由向心力公式得：NmgmvB2R解得：N=6N根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力N=N=6N，方向竖直向下点睛：解决本题的关键要分析小球的运动过程，把握每个过程和状态的物理规律，掌握圆周运动靠径向的合力提供向心力，运用运动的分解法进行研究平抛运动．2．儿童乐园里的弹珠游戏不仅具有娱乐性还可以锻炼

3、儿童的眼手合一能力。某弹珠游戏可简化成如图所示的竖直平面内OABCD透明玻璃管道，管道的半径较小。为研究方便建立平面直角坐标系，O点为抛物口，下方接一满足方程y5x2的光滑抛物线形状管道OA；9、CD是动摩擦因数μ＝0.8的粗糙直管道；各部分管道ABBC是半径相同的光滑圆弧管道，在连接处均相切。A、B、C、D的横坐标分别为xABCD＝1.20m、x＝2.00m、x＝2.65m、x＝3.40m。已知，弹珠质量m＝100g，直径略小于管道内径。E为BC管道的最高点，在D处有一反弹膜能无能量损失的反弹弹珠，sin37

4、°＝0.6，sin53°＝0.8，g＝10m/s2，求：（1）若要使弹珠不与管道OA触碰，在O点抛射速度ν应该多大；0（2）若要使弹珠第一次到达E点时对轨道压力等于弹珠重力的3倍，在O点抛射速度v0应该多大；（3）游戏设置3次通过E点获得最高分，若要获得最高分在O点抛射速度ν0的范围。【答案】（1）3m/s（2）206m/s2m/s（3）23m/s＜ν＜2【解析】【详解】5（1）由y9x2得：A点坐标（1.20m，0.80m）由平抛运动规律得：xA＝v0t，yA1gt22代入数据，求得t＝0.4s，v0＝3m

5、/s；（2）由速度关系，可得θ＝53°求得AB、BC圆弧的半径R＝0.5mOE过程由动能定理得：mgyA﹣mgR（1﹣cos53）°1mvE21mv0222解得v0＝22m/s；（3）sinα2.652.000.400.5，α＝30°0.5CD与水平面的夹角也为α30°＝设3次通过E点的速度最小值为v1．由动能定理得mgyA﹣mgR（1﹣cos53）﹣°2μmgxCDcos30°＝01mv122解得v1＝23m/s设3次通过E点的速度最大值为v2．由动能定理得mgyA﹣mgR（1﹣cos53）﹣°4μmgxCD

6、cos30°＝01mv222解得v2＝6m/s考虑2次经过E点后不从O点离开，有﹣2μmgxCDcos30°012＝2mv3解得v3＝26m/s故23m/s＜ν0＜26m/s3．如图所示，在倾角为θ=30°的固定斜面上固定一块与斜面垂直的光滑挡板，质量为m的半圆柱体A紧靠挡板放在斜面上，质量为2m的圆柱体B放在A上并靠在挡板上静止。A与B半径均为R，曲面均光滑，半圆柱体A底面与斜面间的动摩擦因数为μ．现用平行斜面向上的力拉A，使A沿斜面向上缓慢移动，直至B恰好要降到斜面．设最大静摩擦力等于滑动摩

7、擦力，重力加速度为g。求：（1）未拉A时，B受到A的作用力F大小；（2）在A移动的整个过程中，拉力做的功W；（3）要保持A缓慢移动中拉力方向不变，动摩擦因数的最小值μmin．【答案】（1）F=13)mgR（3）533mg（2）W(9min92【解析】【详解】（1）研究B，据平衡条件，有F=2mgcosθ解得F=3mg（2）研究整体，据平衡条件，斜面对A的支持力为N=3mgcosθ=33mg2f=μN=33μmg2由几何关系得A的位移为x=2Rcos30°=3R克服摩擦力做功Wf=fx=4.5μmgR由几何关系得

8、A上升高度与B下降高度恰均为h=3R2据功能关系W+2mgh-mgh-Wf=0解得W1(93)mgR2（3）B刚好接触斜面时，挡板对B弹力最大研究B得Nm2mg4mgsin30研究整体得fmin+3mgsin30°=N′m解得fmin=2.5mg可得最小的动摩擦因数：fmin53minN94．如图甲所示，长为4m的水平轨道AB与半径为R＝0.6m的竖直半圆弧轨道BC在B处