高中物理动能与动能定理模拟试题含解析.pdf

高中物理动能与动能定理模拟试题含解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．如图所示，半径R=0.5m的光滑圆弧轨道的左端A与圆心O等高，B为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道的右端C与一倾角θ=37°的粗糙斜面相切。一质量m=1kg的小滑块从A点正上方h=1m处的P点由静止自由下落。已知滑块与粗糙斜面间的动摩擦因数μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2。(1)求滑块第一次运动到B点时对轨道的压力。(2)求滑块在粗糙斜面上向上滑行的最大距离。(3)通过计算判断滑块从斜面上返回后能否滑出A点。【答案】(1)70N；(2)1.2m；(3)能滑出A【解析】【分析】【详解】(1)滑块从P到B的运动过程只有重力做功，故机械能守恒，则有1mghRmv22B那么，对滑块在B点应用牛顿第二定律可得，轨道对滑块的支持力竖直向上，且mv22mghRFmgBmg70NNRR故由牛顿第三定律可得：滑块第一次运动到B点时对轨道的压力为70N，方向竖直向下。(2)设滑块在粗糙斜面上向上滑行的最大距离为L，滑块运动过程只有重力、摩擦力做功，故由动能定理可得mg（hRRcos37Lsin37）mgLcos370所以L1.2m(3)对滑块从P到第二次经过B点的运动过程应用动能定理可得1mv2mghR2mgLcos370.54mgmgR2B所以，由滑块在光滑圆弧上运动机械能守恒可知：滑块从斜面上返回后能滑出A点。【点睛】经典力学问题一般先对物体进行受力分析，求得合外力及运动过程做功情况，然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解。2．如图所示，质量为m=1kg的滑块，在水平力F作用下静止在倾角为θ=30°的光滑斜面上，斜面的末端处与水平传送带相接(滑块经过此位置滑上皮带时无能量损失)，传送带的运行速度为，长为，今将水平力撤去，当滑块滑到传送带右端时，恰好v0=3m/sL=1.4mC与传送带速度相同．滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.25，g=10m/s2．求(1)水平作用力F的大小；(2)滑块开始下滑的高度h；(3)在第(2)问中若滑块滑上传送带时速度大于3m/s，求滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量Q．【答案】(1)(2)0.1m或0.8m(3)0.5J【解析】【分析】【详解】解：（）滑块受到水平推力、重力和支持力处于平衡，如图所示：1FmgFN水平推力①解得：②（2）设滑块从高为h处下滑，到达斜面底端速度为v下滑过程由机械能守恒有：，解得：③若滑块冲上传送带时的速度小于传送带速度，则滑块在带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动；根据动能定理有：④解得：⑤若滑块冲上传送带时的速度大于传送带的速度，则滑块由于受到向左的滑动摩擦力而做匀减速运动；根据动能定理有：⑥解得：⑦（）设滑块在传送带上运动的时间为，则时间内传送带的位移：3tts=v0t由机械能守恒有：⑧⑨滑块相对传送带滑动的位移⑩相对滑动生成的热量⑪⑫3．如图所示，在娱乐节目中，一质量为的选手以的水平速度抓住竖直m＝60kgv0＝7m/s绳下端的抓手开始摆动，当绳摆到与竖直方向夹角θ＝37°时，选手放开抓手，松手后的上升过程中选手水平速度保持不变，运动到水平传送带左端A时速度刚好水平，并在传送带上滑行，传送带以v＝2m/s匀速向右运动．已知绳子的悬挂点到抓手的距离为L＝6m，传送带两端点A、B间的距离s＝7m，选手与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.2，若把选手看成质点，且不考虑空气阻力和绳的质量．(g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(1)选手放开抓手时的速度大小；(2)选手在传送带上从A运动到B的时间；(3)选手在传送带上克服摩擦力做的功．【答案】(1)5m/s(2)3s(3)360J【解析】试题分析：（）设选手放开抓手时的速度为，则－（－）＝2－2，1v1mgLLcosθmv1mv0＝v15m/s（）设选手放开抓手时的水平速度为，＝2v2v2v1cosθ①选手在传送带上减速过程中＝－＝＋aμg②vv2at1③④匀速运动的时间，－＝t2sx1vt2⑤选手在传送带上的运动时间＝＋tt1t2⑥联立①②③④⑤⑥得：t＝3s（）由动能定理得＝2－2，解得：＝－3Wfmvmv2Wf360J故克服摩擦力做功为360J．考点：动能定理的应用4．如图所示，光滑水平平台AB与竖直光滑半圆轨道AC平滑连接，C点切线水平，长为的粗糙水平传送带与平台无缝对接。质量分别为和两个小物体L=4mBDm1=0.3kgm2=1kg中间有一被压缩的轻质弹簧，用细绳将它们连接。已知传送带以的速度向左匀v0=1.5m/s速运动，小物体与传送带间动摩擦因数为．某时剪断细绳，小物体向左运动，μ=0.15m1向右运