物理动能定理的综合应用模拟试题.docx

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1、【物理】物理动能定理的综合应用模拟试题一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．如图所示，AC为光滑的水平桌面，轻弹簧的一端固定在A端的竖直墙壁上.质量m1kg的小物块将弹簧的另一端压缩到B点，之后由静止释放，离开弹簧后从C点水平飞出，恰好从D点以vD10m/s的速度沿切线方向进入竖直面内的光滑圆弧轨道DEF(小物体与轨道间无碰撞).O为圆弧轨道的圆心，E为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道的半径R1m，DOE60o，EOF37.o小物块运动到F点后，冲上足够长的斜面，斜面FG与圆轨道相切于F点，小物体与斜面间的动摩擦因

2、数0.5.sin37o0.6，FGcos37o0.8，取g10m/s2.不计空气阻力.求：（1）弹簧最初具有的弹性势能；（2）小物块第一次到达圆弧轨道的E点时对圆弧轨道的压力大小；（3）判断小物块沿斜面FG第一次返回圆弧轨道后能否回到圆弧轨道的D点？若能，求解小物块回到D点的速度；若不能，求解经过足够长的时间后小物块通过圆弧轨道最低点E的速度大小．【答案】1?1.25J；230N；32m/s．【解析】【分析】【详解】（1）设小物块在C点的速度为vC，则在D点有：vCvDcos60o设弹簧最初具有的弹性势能为Ep，则：

3、EP1mvC22代入数据联立解得：Ep1.25J；2设小物块在E点的速度为vE，则从D到E的过程中有：mgR1cos60o1mvE21mvD222设在E点，圆轨道对小物块的支持力为N，则有：vE2NmgR代入数据解得：vE25m/s，N30N由牛顿第三定律可知，小物块到达圆轨道的E点时对圆轨道的压力为30N；3设小物体沿斜面FG上滑的最大距离为x，从E到最大距离的过程中有：mgR1cos37omgsin37oμmgcos37ox01mvE22小物体第一次沿斜面上滑并返回F的过程克服摩擦力做的功为Wf，则Wf2xμmg

4、cos37o小物体在D点的动能为EKD，则：EKD1mvD22代入数据解得：x0.8m，Wf6.4J，EKD5J因为EKDWf，故小物体不能返回D点.小物体最终将在F点与关于过圆轨道圆心的竖直线对称的点之间做往复运动，小物体的机械能守恒，设最终在最低点的速度为vEm，则有：mgR1cos37o1mvEm22代入数据解得：vEm2m/s答：1弹簧最初具有的弹性势能为1.25J；23小物块第一次到达圆弧轨道的E点时对圆弧轨道的压力大小是30N；小物块沿斜面FG第一次返回圆弧轨道后不能回到圆弧轨道的D点.经过足够长的时间

5、后小物块通过圆弧轨道最低点E的速度大小为2m/s．【点睛】（1）物块离开C点后做平抛运动，由D点沿圆轨道切线方向进入圆轨道，知道了到达D点的速度方向，将D点的速度分解为水平方向和竖直方向，根据角度关系求出水平分速度，即离开C点时的速度，再研究弹簧释放的过程，由机械能守恒定律求弹簧最初具有的弹性势能；2物块从D到E，运用机械能守恒定律求出通过E点的速度，在E点，由牛顿定律和向心力知识结合求物块对轨道的压力；3假设物块能回到D点，对物块从A到返回D点的整个过程，运用动能定理求出D点的速度，再作出判断，最后由机械能守恒定律

6、求出最低点的速度．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离开C点

7、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mgh0mgx01mvC2

8、02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