物理动能与动能定理练习题及答案.docx

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1、物理动能与动能定理练习题及答案一、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/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。（1）求小

2、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：FNBmg32cos37mvB262NR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

3、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．如图所示是一种特殊的游戏装置，CD是一段位于竖直平面内的光滑圆弧轨道，圆弧半径为10m，末端D处的切线方向水平，一辆玩具滑车从轨道的C点处下滑，滑到D点时速度大小为10m/s，从D点飞出后落到水面上的

4、B点。已知它落到水面上时相对于O点（D点正下方）的水平距离OB10m。为了能让滑车抛到水面上的更远处，有人在轨道的下方紧贴D点安装一水平传送带，传送带右端轮子的圆心与D点的水平距离为8m，轮子半径为0.4m（传送带的厚度不计），若传送带与玩具滑车之间的动摩擦因数为0.4，玩具滑车的质量为4kg，不计空气阻力（把玩具滑车作质点处理），求(1)玩具滑车到达D点时对D点的压力大小。(2)如果传送带保持不动，玩具滑车到达传送带右端轮子最高点时的速度和落水点位置。(3)如果传送带是在以某一速度匀速运动的（右端轮子顺时针转），试讨论玩具滑车落水点与传送带速度大小之间的关系。【答案】(1)8

5、0N；(2)6m/s，6m；(3)见解析。【解析】【详解】(1)玩具滑车到达D点时，由牛顿第二定律：vD2FDmgm解得RFDmgmvD2=404102=80N；R10(2)若无传送带时，由平抛知识可知：xvDt解得t1s如果传送带保持不动，则当小车滑到最右端时，由动能定理：1mv21mvD2mgL22解得v=6m/s因为v6m/sgR2m/s，则小车从右端轮子最高点做平抛运动，则落水点距离传送带右端的水平距离：x'vt6m(3)①若传送带的速度v≤6m/s，则小车在传送带上运动时一直减速，则到达右端的速度为6m/s，落水点距离传送带右端的水平距离为6m；②若小车在传送带上一

6、直加速，则到达右端时的速度满足1mv'221mvD22mgL解得v'241m/s若传送带的速度v241m/s，则小车在传送带上运动时一直加速，则到达右端的速度为241m/s，落水点距离传送带右端的水平距离为xvt241m；③若传送带的速度10m/s≥v≥6m/s，则小车在传送带上运动时先减速到v，然后以速度v匀速，则到达右端的速度为v，落水点距离传送带右端的水平距离为vt=vm；④若传送带的速度241m/s≥v≥10m/s，则小车在传送带上运动时先加速到v，然后以速度v匀速，则到达右端的速度为v，落水点距离传送带右端的水平距离为vt=vm。3．如图所示，在倾角为θ=30°

7、m的的固定斜面上固定一块与斜面垂直的光滑挡板，质量为半圆柱体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)mg