高考物理动能与动能定理技巧小结及练习题.pdf

高考物理动能与动能定理技巧小结及练习题一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．如图所示在水平轨道右侧固定半径为R的竖直圆槽形光滑轨道水平轨道的PQ段长度为上面铺设特殊材料小物块与其动摩擦因数为轨道其它部分摩擦不计。水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定弹簧处于原长状态。可视为质点的质量的小物块从轨道右侧A点以初速度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取求：（1）弹簧获得的最大弹性势能；（2）小物块被弹簧第一次弹回经过圆轨道最低点时的动能；（3）当R满足什么条件时小物块被弹簧第一次弹回圆轨道时能沿轨道运动而不会脱离轨道。【答案】（1）10.5J（2）3J（3）0.3m≤R≤0.42m或0≤R≤0.12m【解析】【详解】（1）当弹簧被压缩到最短时其弹性势能最大。从A到压缩弹簧至最短的过程中由动能定理得：−μmgl+W＝0−mv2弹0由功能关系：W=-△E=-E弹pp解得Ep=10.5J；（2）小物块从开始运动到第一次被弹回圆形轨道最低点的过程中由动能定理得2−2μmgl＝Ek−mv0解得Ek=3J；（3）小物块第一次返回后进入圆形轨道的运动有以下两种情况：①小球能够绕圆轨道做完整的圆周运动此时设小球最高点速度为由动能定理得v22−2mgR＝mv2−Ek小物块能够经过最高点的条件m≥mg解得R≤0.12m②小物块不能够绕圆轨道做圆周运动为了不让其脱离轨道小物块至多只能到达与圆心等高的位置即2解得mv1≤mgRR≥0.3m；设第一次自点经过圆形轨道最高点时速度为由动能定理得：Av122−2mgR＝mv1-mv0且需要满足m≥mg解得R≤0.72m综合以上考虑R需要满足的条件为：0.3m≤R≤0.42m或0≤R≤0.12m。【点睛】解决本题的关键是分析清楚小物块的运动情况把握隐含的临界条件运用动能定理时要注意灵活选择研究的过程。2．如图所示斜面ABC下端与光滑的圆弧轨道CDE相切于C整个装置竖直固定D是最低点圆心角∠DOC＝37°E、B与圆心O等高圆弧轨道半径R＝0.30m斜面长L＝1.90mAB部分光滑BC部分粗糙．现有一个质量m＝0.10kg的小物块P从斜面上端A点无初速下滑物块P与斜面BC部分之间的动摩擦因数μ＝0.75．取sin37°＝0.6cos37°＝0.8重力加速度g＝10m/s2忽略空气阻力．求：（）物块第一次通过点时的速度大小．1CvC（）物块第一次通过点时受到轨道的支持力大小．2DFD（3）物块最终所处的位置．【答案】（1）32m/s（2）7.4N（3）0.35m【解析】【分析】由题中“斜面ABC下端与光滑的圆弧轨道CDE相切于C”可知本题考查动能定理、圆周运动和机械能守恒根据过程分析运用动能定理、机械能守恒和牛顿第二定律可以解答．【详解】（1）BC长度lRtan53o0.4m由动能定理可得