物理动能与动能定理题20套(带答案)及解析.pdf

物理动能与动能定理题20套(带答案)及解析

一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理
1．如图所示，两物块A、B并排静置于高h=0.80m的光滑水平桌面上，物块的质量均为

M=0.60kg．一颗质量m=0.10kg的子弹C以v0=100m/s的水平速度从左面射入A，子弹射穿
A后接着射入B并留在B中，此时A、B都没有离开桌面．已知物块A的长度为0.27m，A
离开桌面后，落地点到桌边的水平距离s=2.0m．设子弹在物块A、B中穿行时受到的阻力

大小相等，g取10m/s2．(平抛过程中物块看成质点)求：

（1）物块A和物块B离开桌面时速度的大小分别是多少；
（2）子弹在物块B中打入的深度；
（3）若使子弹在物块B中穿行时物块B未离开桌面，则物块B到桌边的最小初始距离．

【答案】（1）5m/s；10m/s；（2）L3.5102m（3）2.5102m
B
【解析】
【分析】
【详解】

试题分析：(1)子弹射穿物块A后，A以速度vA沿桌面水平向右匀速运动，离开桌面后做平
抛运
1
动：hgt2解得：t=0.40s
2
s
A离开桌边的速度v，解得：v=5.0m/s
AtA

设子弹射入物块B后，子弹与B的共同速度为vB，子弹与两物块作用过程系统动量守恒：

mvMv(Mm)v
0AB

B离开桌边的速度vB=10m/s
（2）设子弹离开A时的速度为v，子弹与物块A作用过程系统动量守恒：
1

mvmv2Mv
01A

v1=40m/s
子弹在物块B中穿行的过程中，由能量守恒
111
fLMv2mv2(Mm)v2①
B2A212B
子弹在物块A中穿行的过程中，由能量守恒
111
fLmv2mv2(MM)v2②
A20212A
由①②解得L3.5102m
B

（3）子弹在物块A中穿行过程中，物块A在水平桌面上的位移为s1，由动能定理：
1
fs(MM)v20③
12A

子弹在物块B中穿行过程中，物块B在水平桌面上的位移为s2，由动能定理
11
fsMv2Mv2④
22B2A
由②③④解得物块B到桌边的最小距离为：sss，
min12
解得：s2.5102m
min
考点：平抛运动；动量守恒定律；能量守恒定律．

2．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
7
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，所运送的每个工
8
件完全相同且质量m2kg。传送带长度为L6m，不计空气阻力。（工件可视为质点，

sin370.6，cos370.8，g10m/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

mgcosmgsinma

v22ax

vat
1

t2s
1
得
x2m
xvt2x
带1

xxx2m
相带
由能量守恒定律

EQEE
电pk
即
1
EmgcosxmgLsinmv2
电相2
代入数据得

E104J
电
(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2m
L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mgcos2mgsin
电动机因传送工件额外做功功率为
Pfv104W

3．如图，在竖直平面内，半径R=0.5m的光滑圆弧轨道ABC与粗糙的足够长斜面CD相切

于C点，CD与水平面的夹角θ=37°，B是轨道最低点，其最大承受力Fm=21N，过A点的切
线沿竖直方向。现有一质量m=0.1kg的小物块，从A点正上方的P点由静止落下。已知物

块与斜面之间的动摩擦因数μ=0.5.取sin37°=0.6.co37°=0.8，g=10m/s2，不计空气阻力。
(1)为保证轨道不会被破坏，求P、A间的最大高度差H及物块能沿斜面上滑的最大距离L；
(2)若P、A间的高度差h=3.6m，求系统最终因摩擦所产生的总热量Q。

【答案】(1)4.5m，4.9m；(2)4J
【解析】
【详解】

(1)设物块在B点的最大速度为vB，由牛顿第二定律得：
v2
F