《高考物理动能与动能定理解题技巧和训练方法及练习题(含答案)一》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理动能与动能定理解题技巧和训练方法及练习题(含答案)一（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高考物理动能与动能定理解题技巧和训练方法及练习题( 含答案 )(1)一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1 如图所示，足够长的光滑绝缘水平台左端固定一被压缩的绝缘轻质弹簧，一个质量m 0.04kg ，电量 q 3 10 4 C 的带负电小物块与弹簧接触但不栓接，弹簧的弹性势能为 0.32J。某一瞬间释放弹簧弹出小物块，小物块从水平台右端A 点飞出，恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的最高点B ，并沿轨道 BC 滑下，运动到光滑水平轨道CD ，从 D点进入到光滑竖直圆内侧轨道。已知倾斜轨道与水平方向夹角为37 ，倾斜轨道长为L 2.0m ，带电小物块与倾斜轨道间的动摩擦因数0.5 。小物块在 C
2、 点没有能量损失，所有轨道都是绝缘的，运动过程中小物块的电量保持不变，可视为质点。只有光滑竖直圆轨道处存在范围足够大的竖直向下的匀强电场，场强E 2 105 V/m 。已知cos370.8 ， sin370.6 ，取 g 10m/s2 ，求：（ 1）小物块运动到 A 点时的速度大小 vA ；（ 2）小物块运动到 C 点时的速度大小 vC ；（ 3）要使小物块不离开圆轨道，圆轨道的半径应满足什么条件？【答案】（ 1） 4m/s ；（ 2）33 m/s ；（ 3） R? 0.022m【解析】【分析】【详解】（1）释放弹簧过程中，弹簧推动物体做功，弹簧弹性势能转变为物体动能EP1 mvA22解得vA
3、2EP 2 0.324m/sm0.04（2） A 到 B 物体做平抛运动，到B 点有vA cos37vB所以4vB5m/s0.8B 到 C 根据动能定理有mgL sin37mgcos37 L1mvC21mvB222解得vC 33m/s（3）根据题意可知，小球受到的电场力和重力的合力方向向上，其大小为F=qE-mg=59.6N所以 D 点为等效最高点，则小球到达D 点时对轨道的压力为零，此时的速度最小，即F m vD2R解得FRvD所以要小物块不离开圆轨道则应满足vCvD 得：R 0.022m2 在光滑绝缘的水平面上，存在平行于水平面向右的匀强电场，电场强度为E，水平面上放置两个静止、且均可看作
4、质点的小球A 和 B，两小球质量均为m， A 球带电荷量为Q ，B 球不带电， A、B 连线与电场线平行，开始时两球相距L，在电场力作用下，A 球与B 球发生对心弹性碰撞设碰撞过程中，、A B 两球间无电量转移(1)第一次碰撞结束瞬间A、B 两球的速度各为多大?(2)从开始到即将发生第二次碰撞这段过程中电场力做了多少功?(3)从开始到即将发生第二次碰撞这段过程中，若要求A 在运动过程中对桌面始终无压力且刚好不离开水平桌面 (v=0 时刻除外 )，可以在水平面内加一与电场正交的磁场请写出磁场 B 与时间 t 的函数关系2QELBm2 g【答案】 (1) vA10 vB15QEL (3)2mL(2
5、)2EmQtQE(2mLt 32mL)QEQE【解析】（1） A 球的加速度 aQE，碰前 A 的速度 vA12aL2QEL；碰前 B 的速度 vB10mm设碰后 A、 B 球速度分别为v A1、 vB1 ，两球发生碰撞时，由动量守恒和能量守恒定律有：121212mvA 1 mvA1 mvB1 ，2mv A12 mv A12mvB1所以 B 碰撞后交换速度：0v A12QELvA1， vB1m（2）设 A 球开始运动时为计时零点，即t0 ， A、 B 球发生第一次、第二次的碰撞时刻分别为 t1 、 t 2 ；由匀变速速度公式有：t 1v A102mLaQE第一次碰后，经t 2t 1 时间 A、
6、 B 两球发生第二次碰撞，设碰前瞬间A、 B 两球速度分别为vA 2 和 vB 2 ，由位移关系有：122mLvB1t 2 t 12at 2t1，得到： t 23t 1 3QE2QELvA 2 a t 2 t 1 2at12vA12m； vB 2vB11212由功能关系可得：W 电 = 2 mvA22 mvB 25QEL（另解：两个过程A 球发生的位移分别为x1 、 x2 ， x1L ，由匀变速规律推论 x24L ，根据电场力做功公式有：WQE x1x25QEL ）（3）对 A 球由平衡条件得到：QBvAmg， v Aat ， aQEm从 A 开始运动到发生第一次碰撞：B tmgm2 gt2m
7、LQat20QEQ Et22mL2mLB tm gt 3从第一次碰撞到发生第二次碰撞：2t2mLQEQEQ EQE点睛：本题是电场相关知识与动量守恒定律的综合，虽然A 球受电场力，但碰撞的内力远大于内力，则碰撞前后动量仍然守恒由于两球的质量相等则弹性碰撞后交换速度那么A 球第一次碰后从速度为零继续做匀加速直线运动，直到发生第二次碰撞题设过程只是发生第二次碰撞之前的相关过程，有涉及第二次以后碰撞，当然问题变得简单些3 如图所示，在竖直平面内的光滑固定轨道由四分之一圆弧AB 和二分之一圆弧BC组成，两者在最低点B 平滑连接过BC圆弧的圆心O 有厚度不计的水平挡板和竖直挡板各一块，挡板与圆弧轨道之间
8、有宽度很小的缝隙AB 弧的半径为2R，BC 弧的半径为R.一直径略小于缝宽的小球在A 点正上方与A 相距 2R 处由静止开始自由下落，经A 点沿圆弧轨3道运动不考虑小球撞到挡板以后的反弹(1)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C 点(2)若小球能到达C 点，求小球在B、 C两点的动能之比；若小球不能到达C 点，请求出小球至少从距A 点多高处由静止开始自由下落才能够到达C 点(3)使小球从A 点正上方不同高度处自由落下进入轨道，小球在水平挡板上的落点到O 点的距离 x 会随小球开始下落时离过程 )A 点的高度h 而变化，请在图中画出x2 - h图象(写出计算【答案】 (1) 1 mg(2) 41(
9、3)过程见解析3【解析】【详解】（1）若小球能沿轨道运动到C 点，小球在 C 点所受轨道的正压力N 应满足 N0设小球的质量为m，在 C 点的速度大小为 vC，由牛顿运动定律和向心加速度公式有Nmg mvC2R小球由开始下落至运动到C 点过程中，机械能守恒，有2mgR1mvC232由两式可知1mgN3小球可以沿轨道运动到C 点 .（2）小球在 C 点的动能为 EkC，由机械能守恒得2mgREkC3设小球在 B 点的动能为EkB，同理有8mgREkB3得EkB EkC 4 1（3）小球自由落下，经ABC圆弧轨道到达C 点后做平抛运动。由动能定理得：mgh1 mvC22由平抛运动的规律得：R 1 gt 22x=vCt解得：x2Rh因为 x3R ，且 vCgR 所以R h 3R24x2-h 图象如图所示：4 如图所示，倾角为30的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以6m/s
