《高中物理高考物理动能与动能定理的技巧及练习题及练习题(含答案)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理高考物理动能与动能定理的技巧及练习题及练习题(含答案)（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高中物理高考物理动能与动能定理的技巧及练习题及练习题( 含答案 )一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1 滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来如图所示是滑板运动的轨道， BC 和 DE 是两段光滑圆弧形轨道， BC 段的圆心为O 点、圆心角 60，半径 OC与水平轨道 CD垂直，滑板与水平轨道CD 间的动摩擦因数 0.2某运动员从轨道上的 A 点以 v0 3m/s 的速度水平滑出，在B 点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC，经 CD 轨道后冲上 DE轨道，到达 E 点时速度减为零，然后返回.已知运动员和滑板的总质量为 m 60kg， B、E 两点与水平轨道CD的竖
2、直高度分别为h 2m 和 H 2.5m.求：(1)运动员从 A 点运动到 B 点过程中，到达 B 点时的速度大小 vB；(2)水平轨道 CD 段的长度 L；(3)通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到B 点？如能，请求出回到B 点时速度的大小；如不能，请求出最后停止的位置距C 点的距离 .【答案】 (1) vB 6m/s(2) L 6.5m (3)停在 C 点右侧6m 处【解析】【分析】【详解】（1）在 B 点时有 vBv0Bcos60，得 v 6m/s（2）从 B 点到 E 点有12mghmgLmgH 0mvB，得 2L 6.5m（3）设运动员能到达左侧的最大高度为h，从 B 到第一次返
3、回左侧最高处有mghmgh mg2L 01 mvB2，得 h1.2mh 2 m，故第一次返回时，运动员不能2回到 B 点，从 B 点运动到停止，在 CD 段的总路程为s，由动能定理可得mghmgs01 mvB2 ，得 s 19m ， s 2L 6 m，故运动员最后停在 C 点右侧 6m 处.22 如图所示，在某竖直平面内，光滑曲面AB 与水平面 BC 平滑连接于 B 点， BC右端连接内壁光滑、半径 r=0.2m 的四分之一细圆管CD，管口 D 端正下方直立一根劲度系数为k=100N/m 的轻弹簧，弹簧一端固定，另一端恰好与管口D 端平齐，一个质量为 1kg 的小球放在曲面 AB 上，现从距
4、BC的高度为 h=0.6m 处静止释放小球，它与BC间的动摩擦因数=0.5，小球进入管口C 端时，它对上管壁有F =2.5mg 的相互作用力，通过CD 后，在压缩N弹簧过程中滑块速度最大时弹簧弹性势能Ep=0.5J。取重力加速度g=10m/s2。求：(1)小球在 C 处受到的向心力大小；(2)在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm；(3)小球最终停止的位置。【答案】 (1)35N； (2)6J； (3)距离 B 0.2m 或距离 C 端 0.3m【解析】【详解】(1)小球进入管口C 端时它与圆管上管壁有大小为F2.5mg 的相互作用力故小球受到的向心力为F向 2.5mg mg 3.5mg3.5
5、110 35N(2)在 C 点，由F向 = vc2r代入数据得1 mvc23.5J2在压缩弹簧过程中，速度最大时，合力为零，设此时滑块离D 端的距离为 x0则有kx0mg解得mg0.1mx0k设最大速度位置为零势能面，由机械能守恒定律有mg(rx0 )1 mvc2 Ekm E p2得Ekmmg (r x)1 mv2Ep3 3.5 0.5 6J0c2(3)滑块从 A 点运动到C 点过程，由动能定理得mg 3rmgs1 mvc22解得 BC间距离s0.5m小球与弹簧作用后返回C 处动能不变，小滑块的动能最终消耗在与BC水平面相互作用的过程中，设物块在BC上的运动路程为s ，由动能定理有mgs1mv
6、c22解得s0.7m故最终小滑动距离B 为 0.7 0.5m0.2m 处停下 .【点睛】经典力学问题一般先分析物理过程，然后对物体进行受力分析，求得合外力及运动过程做功情况，然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解。3 如图所示，竖直平面内有一固定的光滑轨道ABCDAB是足够长的水平轨道，B端，其中与半径为 R 的光滑半圆轨道 BCD 平滑相切连接，半圆的直径BD 竖直， C 点与圆心 O 等高 现有一质量为 m 的小球 Q 静止在 B 点，另一质量为2m的小球 P 沿轨道 AB 向右匀速运动并与 Q 发生对心碰撞 ，碰撞后瞬间小球Q 对半圆轨道B 点的压力大小为自身重力的7倍，碰撞后小球P
7、恰好到达 C 点 重力加速度为g（1）求碰撞前小球P 的速度大小；（2）求小球Q 离开半圆轨道后落回水平面上的位置与B 点之间的距离；（3）若只调节光滑半圆轨道 BCD半径大小，求小球 Q 离开半圆轨道 D 点后落回水平面上的位置与 B 点之间的距离最大时，所对应的轨道半径是多少？【答案】 （1）（ 2）（ 3）【解析】【分析】【详解】设小球 Q 在 B 处的支持力为；碰后小球Q 的速度为，小球 P 的速度为；碰前小球P的速度为；小球 Q 到达 D 点的速度为.(1)由牛顿第三定律得小球Q 在 B 点碰后小球Q 在 B 点由牛顿第二定律得:碰后小球P 恰好到 C 点，由动能定理得:P、Q 对心
8、碰撞，由动量守恒得：联立解得 :(2)小球 Q 从 B 到 D 的过程中，由动能定理得：解得，所以小球Q 能够到达D 点由平抛运动规律有：联立解得(3)联立解得 :当时 x 有最大值所以【点睛】解决本题时要抓住弹簧的形变量相等时弹性势能相等这一隐含的条件，正确分析能量是如何转化，分段运用能量守恒定律列式是关键4 如图（ a）所示，倾角 =30的光滑固定斜杆底端固定一电量为4C 的正点电Q=210荷，将一带正电小球（可视为点电荷）从斜杆的底端（但与Q 未接触）静止释放，小球沿斜杆向上滑动过程中能量随位移的变化图象如图（b）所示，其中线1 为重力势能随位移变化图象，线 2 为动能随位移变化图象（
9、g=10m/s2922）则，静电力恒量 K=910N?m/C（ 1）描述小球向上运动过程中的速度与加速度的变化情况；（ 2）求小球的质量 m 和电量 q；（3）斜杆底端至小球速度最大处由底端正点电荷形成的电场的电势差U；（4）在图（ b）中画出小球的电势能 随位移 s 变化的图线（取杆上离底端 3m 处为电势零点）【答案】（ 1）小球的速度先增大，后减小；小球沿斜面向上做加速度逐渐减小的加速运动，再沿斜面向上做加速度逐渐增大的减速运动，直至速度为零（2） 4kg；1.11 105C；（ 3）4.26即为小球电势能随位移 s 变化的图线； 10V（4）图像如图 , 线 3【解析】【分析】【详解】
10、（ 1）由图线 2 得知，小球的速度先增大，后减小根据库仑定律得知，小球所受的库仑力逐渐减小，合外力先减小后增大，加速度先减小后增大，则小球沿斜面向上做加速度逐渐减小的加速运动，再沿斜面向上做加速度逐渐增大的减速运动，直至速度为零（ 2）由线 1 可得 :EP=mgh=mgssin斜率 :k=20=mg sin30 所以m=4kg当达到最大速度时带电小球受力平衡:kqQmg sin由线 2 可得 s0=1m，得:s02qmg sins02 5kQ=1.11 10C（3）由线 2 可得，当带电小球运动至1m 处动能最大为27J根据动能定理 :G电 =EkW +W即有 : mgh+qU=Ekm 0代入数据得 :6U=4.2 10V（4）图中线3 即为小球电势能随位移 s 变化的图线5 如图所示，在倾角为端固定在挡板上，另一端在=37的斜面底端有一个固定挡板D，处于自然长度的轻质弹簧一O 点，已知斜面OD 部
