《高中物理动能定理的综合应用专项训练及答案及解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理动能定理的综合应用专项训练及答案及解析（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高中物理动能定理的综合应用专项训练及答案及解析一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1 为了备战2022 年北京冬奥会，一名滑雪运动员在倾角=30的山坡滑道上进行训练，运动员及装备的总质量m=70 kg滑道与水平地面平滑连接，如图所示他从滑道上由静止开始匀加速下滑，经过t=5s 到达坡底，滑下的路程x=50 m滑雪运动员到达坡底后又在水平面上滑行了一段距离后静止运动员视为质点,重力加速度g=10m/s2 ，求：（ 1）滑雪运动员沿山坡下滑时的加速度大小a；（ 2）滑雪运动员沿山坡下滑过程中受到的阻力大小f ；（ 3）滑雪运动员在全过程中克服阻力做的功Wf【答案】 （1） 4m/s 2（ 2
2、）f = 70N （3） 1.75 4J10【解析】【分析】（ 1）运动员沿山坡下滑时做初速度为零的匀加速直线运动，已知时间和位移，根据匀变速直线运动的位移时间公式求出下滑的加速度（ 2）对运动员进行受力分析，根据牛顿第二定律求出下滑过程中受到的阻力大小（ 3）对全过程，根据动能定理求滑雪运动员克服阻力做的功【详解】12（1）根据匀变速直线运动规律得：x= at2解得： a=4m/s2（2）运动员受力如图，根据牛顿第二定律得：mgsin -f=ma解得： f=70N（3）全程应用动能定理，得：mgxsin -Wf =0解得： W 4f =1.7510J【点睛】解决本题的关键要掌握两种求功的方法
3、，对于恒力可运用功的计算公式求对于变力可根据动能定理求功2 质量m1.5kg 的物块（可视为质点）在水平恒力F 作用下，从水平面上A 点由静止开始运动，运动一段距离撤去该力，物块继续滑行t2.0s 停在B 点，已知A、 B 两点间的距离 s5.0m ，物块与水平面间的动摩擦因数0.20 ，求恒力 F 多大（ g10m / s2 ）【答案】 15N【解析】设撤去力前物块的位移为，撤去力时物块的速度为，物块受到的滑动摩擦力对撤去力后物块滑动过程应用动量定理得由运动学公式得对物块运动的全过程应用动能定理由以上各式得代入数据解得思路分析：撤去 F 后物体只受摩擦力作用，做减速运动，根据动量定理分析，然
4、后结合动能定律解题试题点评：本题结合力的作用综合考查了运动学规律，是一道综合性题目3 某滑沙场的示意图如图所示，某旅游者乘滑沙橇从A 点由静止开始滑下，最后停在水平沙面上的C 点设滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处处相同，斜面和水平面连接处可认为是圆滑的，滑沙者保持一定姿势坐在滑沙橇上不动，若测得AC 间水平距离为x， A 点高为h，求滑沙橇与沙面间的动摩擦因数【答案】 h/x【解析】【分析】对 A 到 C 的全过程运用动能定理，抓住动能的变化量为零，结合动能定理求出滑沙橇与沙面间的动摩擦因数 【详解】设斜面的倾角为，对全过程运用动能定理得，因为，则有，解得【点睛】本题考查了动能定理的基本运用，运用
5、动能定理解题关键选择好研究的过程，分析过程中有哪些力做功，再结合动能定理进行求解，本题也可以结合动力学知识进行求解4 一种氢气燃料的汽车，质量为380kW ，行驶在m=2.0 10kg，发动机的额定输出功率为平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1 倍。若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为a=1.0m/s 2 。达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶。求：(g=10m/s 2)(1)汽车的最大行驶速度。(2)汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间。【答案】（ 1） 40m/s；（ 2）55s【解析】【详解】（ 1）设汽车的最大行驶速度为 v
6、m汽车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，速度达到最大，即有： F=f根据题意知，阻力为：f=0.1mg=2000N再根据公式P=Fv得： vm=P/f=40m/s ；即汽车的最大行驶速度为40m/s（2）汽车匀变速行驶的过程中，由牛顿第二定律得Ff ma得匀变速运动时汽车牵引力 F4000Nv0P则汽车匀加速运动行驶得最大速度为20m / sF由 a1t1=v0，得汽车匀加速运动的时间为：t 1=20s汽车实际功率达到额定功率后到速度达到最大的过程，由动能定理WF+Wf = Ek，即得：Pt2 0.1mgs2=1 mvm21 mv0222得： t2=35s所以汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总
7、时间为：t=t1 +t 2=55s5 如图所示，固定斜面的倾角=30m=1kg的物块从斜面，用一沿斜面向上的拉力将质量底端由静止开始拉动，t=2s 后撤去该拉力，整个过程中物块上升的最大高度h=2.5m，物块与斜面间的动摩擦因数=3 . 重力加速度 g=10m/s2. 求：6(1)拉力所做的功；(2)拉力的大小 .【答案】 (1) WF40J (2) F=10N【解析】【详解】（1）物块从斜面底端到最高点的过程，根据动能定理有：WFmgcoshmgh0sin解得拉力所做的功WF40J（2） WF Fx由位移公式有 x1 at 22由牛顿第二定律有Fmgcosmgsinma解得拉力的大小F=10
8、N.6 一质量为0.5kg的小物块放在水平地面上的A 点，距离A 点5m的位置B 处是一面墙，如图所示，物块以为 7m/s ，碰后以v0=9m/s 的初速度从A 点沿 AB 方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度6m/s 的速度反向运动直至静止g 取 10m/s 2(1)求物块与地面间的动摩擦因数；(2)若碰撞时间为0.05s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F【答案】 （1）0.32 （ 2） F=130N【解析】试题分析：（ 1）对 A 到墙壁过程，运用动能定理得：，代入数据解得：=0.32（2）规定向左为正方向，对碰墙的过程运用动量定理得：F t=mvmv，代入数据解得：F=130N7
9、 如图所示，四分之一的光滑圆弧轨道 AB 与水平轨道平滑相连，圆弧轨道的半径为R=0.8m，有一质量为 m=1kg 的滑块从 A 端由静止开始下滑，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为 =0.5，滑块在水平轨道上滑行 L=0.7m 后，滑上一水平粗糙的传送带，传送带足够长且沿顺时针方向转动，取 g=10m/s 2，求：（ 1）滑块第一次滑上传送带时的速度v1 多大？（ 2）若要滑块再次经过 B 点，传送带的速度至少多大？（3）试讨论传送带的速度v 与滑块最终停下位置x（到 B 点的距离）的关系。v2或 xv2【答案】 (1) 3m/s (2) 7 m/s (3) x LL2g2 g【解析】【详解】（
10、1）从 A 点到刚滑上传送带，应用动能定理mgR mgL1 mv122得v12gR2 gL代入数据得， v1=3m/s.（2）滑块在传送带上运动，先向左减速零，再向右加速，若传送带的速度小于v1，则物块最终以传送带的速度运动，设传送带速度为v 时，物块刚能滑到B 点，则mgL01 mv22解得 v2 gL7 m/s即传送带的速度必须大于等于7 m/s 。(3)传送带的速度大于或等于v1，则滑块回到水平轨道时的速度大小仍为v1mgs01 mv122得 s=0.9m ，即滑块在水平轨道上滑行的路程为0.9m，则最后停在离B 点 0.2m 处。若传送带的速度7 m/s v3m/s，则滑块将回到B 点
11、，滑上圆弧轨道后又滑到水平轨道，最后停下，即mg（Lx)0 1 mv22v2L解得 xg2若传送带的速度v7 m/s ，则滑块将不能回到B 点，即mg（Lx)0 1 mv22解得 xLv22 g8 滑板运动是深受青少年喜爱的一项极限运动。如图所示为某一滑道的示意图，轨道AB可视为竖直平面内半径为R 的 1 光滑圆弧，圆心为O， OA 水平。轨道最低点B 距水平面4CD 高度为 1 R ， C 点位于 B 点正下方。滑板和运动员（可看作质点）总质量为m，由 A 点4静止下滑，从轨道中B 点飞出，落在水平面上的E 点。重力加速度为g。求：（ 1）运动员运动到 B 点时速度的大小；（ 2）运动员运动到 B 点时对轨道压力的大小；（ 3） C、 E 两点间的距离。【答案】 (1) vB2gR (2) 3mg (3)R【解析】【详解】(1
