高考物理动能与动能定理提高训练含解析.docx

高考物理动能与动能定理提高训练含解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1． 某小型设备工厂采用如图所示的传送带传送工件传送带由电动机带动，以v 2m/s的速度顺时针匀速转动，倾角37工人将工件轻放至传送带最低点A，由传送带传送至最高点 B 后再由另一工人运走，工件与传送带间的动摩擦因数为7，所运送的每个工8件完全相同且质量 m 2kg 传送带长度为 L6m ，不计空气阻力工件可视为质点，sin37 0.6 ， cos370.8， g10m / s2）求：(1)若工人某次只把一个工件轻放至A 点，则传送带将其由最低点A 传至 B 点电动机需额外多输出多少电能？(2)若工人每隔 1 秒将一个工件轻放至A 点，在传送带长时间连续工作的过程中，电动机额外做功的平均功率是多少？【答案】 (1)104J； (2)104W【解析】【详解】(1)对工件mg cos mgsin ma2v 2axv at1t1 2s得x 2mx带 vt1 2xx相 x带 x 2m由能量守恒定律E电 Q Ep Ek即E电mg cos x相 mgL sin1 mv22代入数据得E电 104J(2)由题意判断，每 1s 放一个工件，传送带上共两个工件匀加速，每个工件先匀加速后匀速运动，与带共速后工件可与传送带相对静止一起匀速运动。

匀速运动的相邻的两个工件间距为x v t 2mL x n x得n 2所以，传送带上总有两个工件匀加速，两个工件匀速则传送带所受摩擦力为f 2 mg cos 2mg sin电动机因传送工件额外做功功率为P fv 104W2． 如图所示，水平地面上一木板质量 M ＝ 1 kg，长度 L＝3.5 m ，木板右侧有一竖直固定的四分之一光滑圆弧轨道，轨道半径 R＝ 1 m，最低点 P 的切线与木板上表面相平．质量 m＝2 kg 的小滑块位于木板的左端，与木板一起向右滑动，并以 v0 39m / s 的速度与圆弧轨道相碰，木板碰到轨道后立即停止，滑块沿木板冲上圆弧轨道，后又返回到木板上，最终滑离木板．已知滑块与木板上表面间的动摩擦因数 μ1＝ 0.2，木板与地面间的动摩擦因数μ2＝ 0.1， g 取 10 m/s 2．求：(1)滑块对 P 点压力的大小；(2)滑块返回木板上时，木板的加速度大小；(3)滑块从返回木板到滑离木板所用的时间．【答案】 (1)70 N (2)1 m/s 2(3)1 s【解析】【分析】【详解】(1)滑块在木板上滑动过程由动能定理得：－μ1mgL＝ 1 mv2 － 1 mv022 2解得： v＝ 5 m/s在 P 点由牛顿第二定律得：F－ mg＝ mv2r解得： F＝ 70 N由牛顿第三定律，滑块对 P 点的压力大小是 70 N(2)滑块对木板的摩擦力Ff1＝ μ1mg ＝4 N地面对木板的摩擦力Ff2＝ μ2(M＋ m)g＝ 3 N对木板由牛顿第二定律得： Ff1－ Ff2＝ Maa＝ F f 1－ Ff 2 ＝ 1 m/s 2M(3)滑块滑上圆弧轨道运动的过程机械能守恒，故滑块再次滑上木板的速度等于 v＝ 5 m/s对滑块有： (x＋ L)＝ vt－ 1 μ1gt22对木板有： x＝ 1 at22解得： t＝ 1 s 或 t ＝ 7 s(不合题意，舍去 )3故本题答案是 ： (1)70 N (2)1 m/s 2(3)1 s【点睛】分析受力找到运动状态，结合运动学公式求解即可．3． 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 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＝ 2EP ＝ 2 0.32＝4m/sm 0.04（2） A 到 B 物体做平抛运动，到 B 点有vA ＝ cos37vB所以4vB＝ ＝5m/sB 到 C 根据动能定理有mgL sin37mgcos37 L1 mvC21 mvB222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＝m所以要小物块不离开圆轨道则应满足 vC≥vD 得：R≤ 0.022m4． 如图所示，斜面高为 h，水平面上 D、C 两点距离为 L。

可以看成质点的物块从斜面顶AABBC不计的光滑弯曲轨道连接，图中没有画出，不计经过衔接处B 点的速度大小变化，最终物块停在 水平面上C 点已知物块与斜面和水平面间的滑动摩擦系数均为μ请证明：斜面倾角 θ稍微增加后，（不改变斜面粗糙程度）从同一位置A 点由静止释放物块，如图中虚线所示，物块仍然停在同一位置C 点答案】见解析所示【解析】【详解】设斜面长为 L ，倾角为，物块在水平面上滑动的距离为S．对物块，由动能定理得：mghmg cosLmgS0即：hmgh mg cos mgS 0sinmghmghmgS 0tan由几何关系可知：hL Stan则有：mghmgLSmgS0mghmgL0解得：Lh故斜面倾角 θ稍微增加后，（不改变斜面粗糙程度）从同一位置图中虚线所示，物块仍然停在同一位置 C 点A 点由静止释放物块，如5． 如图所示，光滑水平轨道距地面高h=0.8m ，其左端固定有半径 R=0.6m 的内壁光滑的半圆管形轨道，轨道的最低点和水平轨道平滑连接．质量m1=1.0kg 的小球 A 以 v0 =9m/s 的速度与静止在水平轨道上的质量m2=2.0kg 的小球 B 发生对心碰撞，碰撞时间极短，小球A 被反向弹回并从水平轨道右侧边缘飞出，落地点到轨道右边缘的水平距离 s=1.2m．重力加速度 g=10m/s 2．求：(1)碰后小球 B 的速度大小 vB；(2)小球 B 运动到半圆管形轨道最高点 C 时对轨道的压力．【答案】（ 1） 6m/s（ 2） 20N，向下【解析】【详解】(1) 根据得 :则规定 A 的初速度方向为正方向， AB 碰撞过程中，系统动量守恒，以 A 运动的方向为正方向，有 ： m1v0=m2vB- m1 vA，代入数据解得 ： vB=6m/s ．(2)根据动能定理得 :代入数据解得 :根据牛顿第二定律得 :解得 : ,方向向下根据牛顿第三定律得，小球对轨道最高点的压力大小为【点睛】20N，方向向上．本题考查了动能定理、动量守恒定律、牛顿第二定律的综合，涉及到平抛运动、圆周运动，综合性较强，关键要理清过程，选择合适的规律进行求解 .6． 如图所示，质量 m=2kg 的小物块从倾角 θ=37的光滑斜面上的 A 点由静止开始下滑，经过 B 点后进入粗糙水平面，已知求：AB 长度为3m ，斜面末端B 处与粗糙水平面平滑连接．试（1）小物块滑到B 点时的速度大小．（2）若小物块从A 点开始运动到 C 点停下，一共经历时间t=2.5s，求 BC 的距离．（3）上问中，小物块与水平面的动摩擦因数μ多大？（4）若在小物块上始终施加一个水平向左的恒力F，小物块从 A 点由静止出发，沿ABC 路径运动到 C 点左侧 3.1m 处的 D 点停下．求 F 的大小．（ sin37 =0.6， cos37=0.8 ）【答案】（ 1） 6m/s （2） 1.5s（3）0.4（ 4） F 2.48N【解析】【详解】。