《微专题31动能定理综合应用-2022年高考1.5轮复习微专题突破（原卷版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微专题31动能定理综合应用-2022年高考1.5轮复习微专题突破（原卷版）（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、微专题31 动能定理综合应用核心方法技巧1明确研究对象和研究过程研究对象一般取单个物体，通常不取一个系统(整体)为研究对象研究过程要根据已知量和所求量来定，可以对某个运动阶段应用动能定理，也可以对整个运动过程(全程)应用动能定理2分析物体受力及各力做功的情况(1)受哪些力？(2)每个力是否做功？(3)在哪段位移哪段过程中做功？(4)做正功还是负功？(5)用恒力做功的公式计算各力做的功及其代数和对变力做功或要求的功用W表示(6)电磁场中的应用：在电磁场中运动时多了一个电场力或磁场力，特别注意电场力做功与路径无关，洛伦兹力在任何情况下都不做功3明确过程始末状态的动能Ek1和Ek2.4利用动能定理方
2、程式W1W2W3mvmv求解【微专题训练】【例题1】(2021信阳模拟)如图所示AB和CDO都是处于竖直平面内的光滑圆弧形轨道，OA处于水平位置。AB是半径为R1 m的圆周轨道，CDO是半径为r0.5 m的半圆轨道，最高点O处固定一个竖直弹性挡板(可以把小球弹回，不损失能量)图中没有画出，D为CDO轨道的中点。BC段是水平粗糙轨道，与圆弧形轨道平滑连接。已知BC段水平轨道长L2 m，与小球之间的动摩擦因数0.2。现让一个质量为m1 kg的小球从A点的正上方距水平线OA高H的P处自由落下。(g取10 m/s2)(1)当H2 m时，求此时小球第一次到达D点对轨道的压力大小。(2)为使小球仅仅与弹性
3、挡板碰撞一次，且小球不会脱离CDO轨道，求H的取值范围。【变式1】(2021浙江高二阶段练习)某遥控赛车轨道如图所示，赛车从起点A出发，沿摆放在水平地面上的直轨道运动后，从B点进入半径的光滑竖直圆轨道，经过一个完整的圆周后进入粗糙的、长度可调的、倾角的斜直轨道，最后在D点速度方向变为水平后飞出(不考虑经过轨道中C、D两点的机械能损失)，已知赛车质量，通电后赛车以额定功率工作，赛车与轨道、轨道间的动摩擦因数分别为和，重力加速度g取。(1)求赛车恰好能过圆轨道最高点P时的速度的大小：并求此条件下赛车运动到与圆心等高的Q点时对轨道的压力；(2)若要求赛车能沿圆轨道做完整的圆周运动，求赛车通电的最短时
4、间；(3)已知赛车在水平直轨道上运动时一直处于通电状态且最后阶段以恒定速率运动，进入圆轨道后关闭电源，选择轨道合适的长度，可使赛车从D点飞出后落地的水平位移最大，求此最大水平位移，并求出此时轨道的长度。【例题2】(2021江苏苏州市相城区陆慕高级中学高三阶段练习)如图，将质量m=2.0kg的圆环套在与水平面成=37角的足够长的直杆上，直杆固定不动，环的直径略大于杆的截面直径，直杆在A点以下部分粗糙，环与杆该部分间的动摩擦因数=0.5(最大静摩擦力与滑动摩擦力近似相等)，直杆A点以上部分光滑。在直杆所在的竖直平面内，对环施加一个与杆成a=37夹角斜向上的拉力F，使环从直杆底端O处由静止开始沿杆向
5、上运动，经1.0s 环到达A点时撤去拉力F，圆环向上最远滑行到B处(图中未画出)，已知AB间的距离为12m。(重力加速度g= 10m/s2，sin37 =0.6，cos37=0.8)(1)求圆环经过A点时速度的大小；(2)求圆环在OA间向上运动的过程中拉力F的大小；(3)若圆环与地面发生的是弹性碰撞，求圆环从O处出发到最后静止运动的总路程。【变式2-1】(2021浙江模拟预测)物理学研究问题一般从最简单的理想情况入手，由简入繁，逐渐贴近实际。在研究真实的向上抛出的物体运动时，我们可以先从不受阻力入手，再从受恒定阻力研究。最后再研究受到变化阻力的接近真实的运动情形。现将一个质量为m的小球以速度的
6、竖直向上抛出，重力加速度为。(1)若忽略空气阻力影响，求物体经过多长时间回到抛出点；(2)若空气阻力大小恒定为小球所受重力的倍()，求小球回到抛出点的速度大小；(3)若空气阻力与速度成正比，小球运动的图像如图所示，小球经过时间落回抛出点时速度大小为，求整个过程中加速度的最大值。【变式2-2】如图所示，在水平轨道右侧安放半径为R的竖直圆槽形光滑轨道，水平轨道的PQ段铺设特殊材料，调节其初始长度为l。水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于自然伸长状态。小物块A(可视为质点)从轨道右侧以初速度v0冲上轨道，通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧并被弹簧以原速率弹回，经水平轨道返回圆形轨道已知R0.2m
7、，l1.0m，v02m/s，物块A质量为m1kg，与PQ段间的动摩擦因数为0.2，轨道其他部分摩擦不计，取g10m/s2。求：(1)物块A与弹簧刚接触时的速度大小。(2)物块A被弹簧以原速率弹回返回到圆形轨道的高度。(3)调节PQ段的长度l，A仍以v0从轨道右侧冲上轨道，当l满足什么条件时，A物块能第一次返回圆形轨道且能沿轨道运动而不会脱离轨道。【巩固习题】1.如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由倾斜直轨道AB和圆轨道BCD组成，AB和BCD相切于B点，CD连线是圆轨道竖直方向的直径(C、D为圆轨道的最低点和最高点)，已知BOC30.可视为质点的小滑块从轨道AB上高H处的某点由静止滑下，用力传感
8、器测出小滑块经过圆轨道最高点D时对轨道的压力为F，并得到如图乙所示的压力F与高度H的关系图象，取g10 m/s2.求：(1)小滑块的质量和圆轨道的半径；(2)是否存在某个H值，使得小滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的点若存在，请求出H值；若不存在，请说明理由2. (2021辽宁大连市第一中学高三期中)图甲是某游乐场的设施图，简化模型见乙图。AD、HI为水平轨道，圆轨道在最低点B处的两侧稍错开一段距离，并分别与左右两侧的直轨道平滑相连。倾斜轨道由半圆及直轨道DE、GH组成，倾斜轨道与水平面的夹角，倾斜直轨道DE、HG长均为15m，和水平轨道平滑相连。已知圆轨道和半圆轨道的半径均
9、为。过山车及车上人的总质量且可视为质点，过山车在A处以恒定功率由静止开始启动，经过到达B点时时关闭发动机，过山车沿圆轨道内侧运动一周后沿倾斜轨道回到水平轨道HI并最终停在离H点30.25m处。水平轨道AD总长36m，其中BD长11m，直轨道AD、DE、GH动摩擦因数均为，直轨道HI动摩擦因数未知，圆轨道摩擦忽略不计，重力加速度。求：(1)过山车到达C点时的速度大小；(2)直轨道HI的动摩擦因数大小；(3)过山车运动到半圆轨道最高点F时对轨道的作用力大小(计算结果可保留根号)。3.如图所示，ABCD是一个光滑的过山车轨道模型，现对静止在A处的滑块施加一个水平向右的推力F，使它从A点开始做匀加速直
10、线运动，当它水平滑行2.5 m时到达B点，此时撤去推力F、滑块滑入半径为0.5 m且内壁光滑的竖直固定圆轨道，并恰好通过最高点C，当滑块滑过水平BD部分后，又滑上静止在D处，且与ABD等高的长木板上，已知滑块与长木板的质量分别为0.2 kg、0.1 kg，滑块与长木板、长木板与水平地面间的动摩擦因数分别为0.3、，它们之间的最大静摩擦力均等于各自滑动摩擦力，取g10 m/s2，求：(1)水平推力F的大小；(2)滑块到达D点的速度大小；(3)木板至少为多长时，滑块才能不从木板上掉下来？在该情况下，木板在水平地面上最终滑行的总位移为多少？4.如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态
11、时其右端位于B点D点位于水平桌面最右端，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R0.8 m的圆环剪去了左上角135的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R.用质量m10.4 kg的物块a将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点用同种材料、质量为m20.2 kg的物块b将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后其位移与时间的关系式为x6t2t2，物块飞离桌面后由P点沿切线落入圆弧轨道g取10 m/s2，求：(1)B、P间的水平距离；(2)通过计算，判断物块b能否沿圆弧轨道到达M点；(3)物块b释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功5.在学校组织的趣味
12、运动会上，某科技小组为大家提供了一个寓学于乐的游戏。如图2所示，将一质量为0.1 kg的钢球放在O点，用弹射装置将其弹出，使其沿着光滑的半圆形轨道OA和AB运动，BC段为一段长为L2.0 m的粗糙平面，DEFG为接球槽。圆弧OA和AB的半径分别为r0.2 m，R0.4 m，小球与BC段的动摩擦因数为0.7，C点离接球槽的高度为h1.25 m，水平距离为x0.5 m，接球槽足够大，g取10 m/s2。求：(1)要使钢球恰好不脱离圆弧轨道，钢球在A点的速度vA多大？在B位置对半圆轨道的压力多大？(2)要使钢球最终能落入槽中，弹射速度v0至少多大？6.如图所示，光滑水平轨道的左端与长L1.25 m的
13、水平传送带AB相接，传送带逆时针匀速转动的速度v01 m/s.轻弹簧右端固定，弹簧处于自然状态时左端恰位于A点现用质量m0.4 kg的小物块(视为质点)将弹簧压缩后由静止释放，到达水平传送带左端B点后，立即沿切线进入竖直固定的光滑半圆轨道最高点并恰好做圆周运动，经圆周最低点C后滑上质量为M0.2 kg的长木板且不会从木板上掉下来半圆轨道的半径R0.5 m，小物块与传送带间的动摩擦因数10.8，小物块与木板间动摩擦因数20.2，长木板与水平地面间动摩擦因数30.1，g取10 m/s2.求：(1)小物块到达B点时速度vB的大小(结果可带根号)；(2)弹簧被压缩时的弹性势能Ep；(3)长木板在水平地
14、面上滑行的最大距离x.7. (2021吉林油田高级中学三模)如图所示为过山车的模型，半径为的竖直轨道甲和半径未知的竖直轨道乙在同一平面内，滑块在ab段和两圆轨道上运动时的摩擦力均可忽略不计，其中、 、 。现让一可视为质点、质量的滑块由右侧轨道的某高度处由静止释放，整个过程中滑块不脱离轨道，且滑块经过所有转折点处的能量损失均可忽略不计。已知滑块与bc、cd、de、ef段的动摩擦因数均为，de段与水平方向的夹角为， 重力加速度。则：(1)释放点距离地面的高度为多少时，滑块恰好能通过竖直轨道甲？(2)在题(1)情况下，竖直圆轨道乙的半径r的取值范围是多少时，滑块不脱离轨道乙？(3)欲保证滑块通过两圆
15、轨道并停在平台ef段，求释放点距离地面高度的取值范围。8.如图所示，一个质量为M长为L的圆管竖直放置，顶端塞有一个质量为m的弹性小球，M4 m，球和管间的滑动摩擦力和最大静摩擦力大小均为4 mg。管从下端离地面距离为H处自由落下，运动过程中，管始终保持竖直，每次落地后向上弹起的速度与落地时速度大小相等，不计空气阻力，重力加速度为g。求：(1)管第一次落地弹起时管和球的加速度；(2)管第一次落地弹起后，若球没有从管中滑出，则球与管达到相同速度时，管的下端距地面的高度；(3)管第二次弹起后球不致滑落，L应满足什么条件。9.如图所示，一根轻弹簧左端固定于竖直墙上，右端被质量m1kg可视为质点的小物块压缩而处于静止状态，且弹簧与物块不拴接，弹簧原长小于光滑平台的长度。在平台的右端有一传送带，AB长L5m，物块与传送带间的动摩擦因数10.2，与传送带相邻的粗糙水平面BC长s1.5m，它与物块间的动摩擦因数20.3，在C点右侧有一半径为R的光滑竖直圆弧与BC平滑连接，圆弧对应的圆心角为120，在圆弧的最高点F处有一固定挡板，物块撞上挡板后会以原速率反
