高中物理动能与动能定理常见题型及答题技巧及练习题(含答案)及解析
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高中物理高考物理动能与动能定理常见题型及答题技巧及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1.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v0=3m/s,长为L=1.4m,今将水平力撤去,当滑块滑到传送带右端C时,恰好与传送带速度相同.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)0.1 m或0.8 m (3)0.5 J【解析】【分析】【详解】解:(1)滑块受到水平推力F、重力mg和支持力F N处于平衡,如图所示: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(3)设滑块在传送带上运动的时间为t ,则t 时间内传送带的位移:s =v 0t 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⑪⑫2.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L =4m 的粗糙水平传送带BD 与平台无缝对接。
质量分别为m 1=0.3kg 和m 2=1kg 两个小物体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v 0=1.5m/s 的速度向左匀速运动,小物体与传送带间动摩擦因数为μ=0.15.某时剪断细绳,小物体m 1向左运动,m 2向右运动速度大小为v 2=3m/s ,g 取10m/s 2.求:(1)剪断细绳前弹簧的弹性势能E p(2)从小物体m 2滑上传送带到第一次滑离传送带的过程中,为了维持传送带匀速运动,电动机需对传送带多提供的电能E(3)为了让小物体m 1从C 点水平飞出后落至AB 平面的水平位移最大,竖直光滑半圆轨道AC 的半径R 和小物体m 1平抛的最大水平位移x 的大小。
高中物理动能与动能定理的技巧及练习题及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1.如图所示,在某竖直平面内,光滑曲面AB 与水平面BC 平滑连接于B 点,BC 右端连接内壁光滑、半径r =0.2m 的四分之一细圆管CD ,管口D 端正下方直立一根劲度系数为k =100N/m 的轻弹簧,弹簧一端固定,另一端恰好与管口D 端平齐,一个质量为1kg 的小球放在曲面AB 上,现从距BC 的高度为h =0.6m 处静止释放小球,它与BC 间的动摩擦因数μ=0.5,小球进入管口C 端时,它对上管壁有F N =2.5mg 的相互作用力,通过CD 后,在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧弹性势能E p =0.5J 。
取重力加速度g =10m/s 2。
求: (1)小球在C 处受到的向心力大小; (2)在压缩弹簧过程中小球的最大动能E km ; (3)小球最终停止的位置。
【答案】(1)35N ;(2)6J ;(3)距离B 0.2m 或距离C 端0.3m 【解析】 【详解】(1)小球进入管口C 端时它与圆管上管壁有大小为 2.5F mg =的相互作用力 故小球受到的向心力为2.53.5 3.511035N F mg mg mg =+==⨯⨯=向(2)在C 点,由2=c v F r向代入数据得21 3.5J 2c mv = 在压缩弹簧过程中,速度最大时,合力为零,设此时滑块离D 端的距离为0x 则有0kx mg =解得00.1m mgx k== 设最大速度位置为零势能面,由机械能守恒定律有201()2c km p mg r x mv E E ++=+得201()3 3.50.56J 2km c p E mg r x mv E =++-=+-=(3)滑块从A 点运动到C 点过程,由动能定理得2132c mg r mgs mv μ⋅-=解得BC 间距离0.5m s =小球与弹簧作用后返回C 处动能不变,小滑块的动能最终消耗在与BC 水平面相互作用的过程中,设物块在BC 上的运动路程为s ',由动能定理有212c mgs mv μ-=-'解得0.7m s '=故最终小滑动距离B 为0.70.5m 0.2m -=处停下. 【点睛】经典力学问题一般先分析物理过程,然后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。
高中物理动能与动能定理常见题型及答题技巧及练习题(含答案)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,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v0=3m/s,长为L=1.4m,今将水平力撤去,当滑块滑到传送带右端C时,恰好与传送带速度相同.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)0.1 m或0.8 m (3)0.5 J【解析】【分析】【详解】解:(1)滑块受到水平推力F、重力mg和支持力F N处于平衡,如图所示: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(3)设滑块在传送带上运动的时间为t ,则t 时间内传送带的位移:s =v 0t 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⑪⑫2.儿童乐园里的弹珠游戏不仅具有娱乐性还可以锻炼儿童的眼手合一能力。
某弹珠游戏可简化成如图所示的竖直平面内OABCD 透明玻璃管道,管道的半径较小。
为研究方便建立平面直角坐标系,O 点为抛物口,下方接一满足方程y 59=x 2的光滑抛物线形状管道OA ;AB 、BC 是半径相同的光滑圆弧管道,CD 是动摩擦因数μ=0.8的粗糙直管道;各部分管道在连接处均相切。
A 、B 、C 、D 的横坐标分别为x A =1.20m 、x B =2.00m 、x C =2.65m 、x D =3.40m 。
高考物理动能与动能定理常见题型及答题技巧及练习题(含答案)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,粗糙水平桌面上有一轻质弹簧左端固定在A 点,自然状态时其右端位于B 点。
水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP ,其形状为半径R =1.0m 的圆环剪去了左上角120°的圆弧,MN 为其竖直直径,P 点到桌面的竖直距离是h =2.4m 。
用质量为m =0.2kg 的物块将弹簧由B 点缓慢压缩至C 点后由静止释放,弹簧在C 点时储存的弹性势能E p =3.2J ,物块飞离桌面后恰好P 点沿切线落入圆轨道。
已知物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.4,重力加速度g 值取10m/s 2,不计空气阻力,求∶(1)物块通过P 点的速度大小;(2)物块经过轨道最高点M 时对轨道的压力大小; (3)C 、D 两点间的距离;【答案】(1)8m/s ;(2)4.8N ;(3)2m 【解析】 【分析】 【详解】(1)通过P 点时,由几何关系可知,速度方向与水平方向夹角为60o ,则22y v gh =o sin 60y v v=整理可得,物块通过P 点的速度8m/s v =(2)从P 到M 点的过程中,机械能守恒2211=(1cos60)+22o M mv mgR mv + 在最高点时根据牛顿第二定律2MN mv F mg R+= 整理得4.8N N F =根据牛顿第三定律可知,物块对轨道的压力大小为4.8N(3)从D 到P 物块做平抛运动,因此o cos 604m/s D v v ==从C 到D 的过程中,根据能量守恒定律212p D E mgx mv μ=+C 、D 两点间的距离2m x =2.某校兴趣小组制作了一个游戏装置,其简化模型如图所示,在 A 点用一弹射装置可 将静止的小滑块以 v 0水平速度弹射出去,沿水平直线轨道运动到 B 点后,进入半径 R =0.3m 的光滑竖直圆形轨道,运行一周后自 B 点向 C 点运动,C 点右侧有一陷阱,C 、D 两点的竖 直高度差 h =0.2m ,水平距离 s =0.6m ,水平轨道 AB 长为 L 1=1m ,BC 长为 L 2 =2.6m ,小滑块与 水平轨道间的动摩擦因数 μ=0.5,重力加速度 g =10m/s 2.(1)若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点,求小滑块在 A 点弹射出的速度大小; (2)若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后只要不掉进陷阱即为胜出,求小滑块在 A 点弹射出的速度大小的范围. 【答案】(1)(2)5m/s≤v A ≤6m/s 和v A ≥【解析】 【分析】 【详解】(1)小滑块恰能通过圆轨道最高点的速度为v ,由牛顿第二定律及机械能守恒定律由B 到最高点2211222B mv mgR mv =+ 由A 到B :解得A 点的速度为(2)若小滑块刚好停在C 处,则:解得A 点的速度为若小滑块停在BC 段,应满足3/4/A m s v m s ≤≤若小滑块能通过C 点并恰好越过壕沟,则有212h gt =c s v t =解得所以初速度的范围为3/4/A m s v m s ≤≤和5/A v m s ≥3.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m 1=1.0kg 的小球A 以v 0=9m/s 的速度与静止在水平轨道上的质量m 2=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v B ;(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:m 1v 0=m 2v B -m 1v A , 代入数据解得:v B =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20N ,方向向上.【点睛】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.4.如图所示,半径为R 的四分之三圆周轨道固定在竖直平面内,O 为圆轨道的圆心,D 为圆轨道的最高点,圆轨道内壁光滑,圆轨道右侧的水平面BC 与圆心等高.质量为m 的小球从离B 点高度为h 处(332R h R ≤≤)的A 点由静止开始下落,从B 点进入圆轨道,重力加速度为g ).(1)小球能否到达D 点?试通过计算说明; (2)求小球在最高点对轨道的压力范围;(3)通过计算说明小球从D 点飞出后能否落在水平面BC 上,若能,求落点与B 点水平距离d 的范围.【答案】(1)小球能到达D 点;(2)03F mg ≤'≤;(3)()()21221R d R ≤≤【解析】 【分析】 【详解】(1)当小球刚好通过最高点时应有:2Dmv mg R =由机械能守恒可得:()22Dmv mg h R -=联立解得32h R =,因为h 的取值范围为332R h R ≤≤,小球能到达D 点; (2)设小球在D 点受到的压力为F ,则2Dmv F mg R='+()22Dmv mg h R ='- 联立并结合h 的取值范围332R h R ≤≤解得:03F mg ≤≤ 据牛顿第三定律得小球在最高点对轨道的压力范围为:03F mg ≤'≤(3)由(1)知在最高点D速度至少为min D v =此时小球飞离D 后平抛,有:212R gt =min min D x v t =联立解得min x R =>,故能落在水平面BC 上,当小球在最高点对轨道的压力为3mg 时,有:2max 3Dv mg mg m R+=解得max D v =小球飞离D 后平抛212R gt =', max max D x v t ='联立解得max x =故落点与B 点水平距离d的范围为:)()11R d R ≤≤5.下雪天,卡车在笔直的高速公路上匀速行驶.司机突然发现前方停着一辆故障车,他将刹车踩到底,车轮被抱死,但卡车仍向前滑行,并撞上故障车,且推着它共同滑行了一段距离l 后停下.事故发生后,经测量,卡车刹车时与故障车距离为L ,撞车后共同滑行的距离825l L =.假定两车轮胎与雪地之间的动摩擦因数相同.已知卡车质量M 为故障车质量m 的4倍.(1)设卡车与故障车相撞前的速度为v 1两车相撞后的速度变为v 2,求12v v(2)卡车司机至少在距故障车多远处采取同样的紧急刹车措施,事故就能免于发生. 【答案】(1)1254v v = (2)32L L '= 【解析】(1)由碰撞过程动量守恒12)Mv M m v +=( 则1254v v =① (2)设卡车刹车前速度为v 0,轮胎与雪地之间的动摩擦因数为μ 两车相撞前卡车动能变化22011122Mv Mv MgL μ-= ②碰撞后两车共同向前滑动,动能变化221()0()2M m v M m gl μ+-=+ ③ 由②式22012v v gL μ-=由③式222v gL μ=又因825l L =可得203v gL μ= 如果卡车滑到故障车前就停止,由2010'2Mv MgL μ-= ④ 故3'2L L =这意味着卡车司机在距故障车至少32L 处紧急刹车,事故就能够免于发生.6.如图所示,在方向竖直向上、大小为E=1×106V/m 的匀强电场中,固定一个穿有A 、B 两个小球(均视为质点)的光滑绝缘圆环,圆环在竖直平面内,圆心为O 、半径为R=0.2m .A 、B 用一根绝缘轻杆相连,A 带的电荷量为q=+7×10﹣7C ,B 不带电,质量分别为m A =0.01kg 、m B =0.08kg .将两小球从圆环上的图示位置(A 与圆心O 等高,B 在圆心O 的正下方)由静止释放,两小球开始沿逆时针方向转动.重力加速度大小为g=10m/s 2 .(1)通过计算判断,小球A 能否到达圆环的最高点C ? (2)求小球A 的最大速度值.(3)求小球A 从图示位置逆时针转动的过程中,其电势能变化的最大值. 【答案】(1)A 不能到达圆环最高点 (2)223m/s (3)0.1344J 【解析】 【分析】 【详解】试题分析:A 、B 在转动过程中,分别对A 、B 由动能定理列方程求解速度大小,由此判断A 能不能到达圆环最高点; A 、B 做圆周运动的半径和角速度均相同,对A 、B 分别由动能定理列方程联立求解最大速度;A 、B 从图示位置逆时针转动过程中,当两球速度为0时,根据电势能的减少与电场力做功关系求解.(1)设A 、B 在转动过程中,轻杆对A 、B 做的功分别为W T 和T W ',根据题意有:0T T W W +'=设A 、B 到达圆环最高点的动能分别为E KA 、E KB 对A 根据动能定理:qER ﹣m A gR +W T1=E KA 对B 根据动能定理:1T B W m gR E '-= 联立解得:E KA +E KB =﹣0.04J由此可知:A 在圆环最高点时,系统动能为负值,故A 不能到达圆环最高点 (2)设B 转过α角时,A 、B 的速度大小分别为v A 、v B , 因A 、B 做圆周运动的半径和角速度均相同,故:v A =v B 对A 根据动能定理:221sin sin 2A T A A qER m gR W m v αα-+= 对B 根据动能定理:()2211cos 2T B B B W m gR m v α='-- 联立解得: ()283sin 4cos 49A v αα=⨯+-由此可得:当3tan 4α=时,A 、B 的最大速度均为max /3v m s = (3)A 、B 从图示位置逆时针转动过程中,当两球速度为零时,电场力做功最多,电势能减少最多,由上可式得:3sinα+4cosα﹣4=0 解得:24sin 25α=或sinα=0(舍去) 所以A 的电势能减少:84sin 0.1344625P E qER J J α=== 点睛:本题主要考查了带电粒子在匀强电场中的运动,应用牛顿第二定律求出加速度,结合运动学公式确定带电粒子的速度和位移等;根据电场力对带电粒子做功,引起带电粒子的能量发生变化,利用动能定理进行解答,属于复杂题.7.如图所示,倾角为45α=︒的粗糙平直导轨与半径为r 的光滑圆环轨道相切,切点为b ,整个轨道处在竖直平面内. 一质量为m 的小滑块从导轨上离地面高为H =3r 的d 处无初速下滑进入圆环轨道,接着小滑块从最高点a 水平飞出,恰好击中导轨上与圆心O 等高的c 点. 已知圆环最低点为e 点,重力加速度为g ,不计空气阻力. 求: (1)小滑块在a 点飞出的动能; ()小滑块在e 点对圆环轨道压力的大小;(3)小滑块与斜轨之间的动摩擦因数. (计算结果可以保留根号)【答案】(1)12k E mgr =;(2)F ′=6mg ;(3)42μ-= 【解析】 【分析】 【详解】(1)小滑块从a 点飞出后做平拋运动: 2a r v t = 竖直方向:212r gt = 解得:a v gr =小滑块在a 点飞出的动能21122k a E mv mgr == (2)设小滑块在e 点时速度为m v ,由机械能守恒定律得:2211222m a mv mv mg r =+⋅ 在最低点由牛顿第二定律:2m mv F mg r-= 由牛顿第三定律得:F ′=F 解得:F ′=6mg(3)bd 之间长度为L ,由几何关系得:()221L r = 从d 到最低点e 过程中,由动能定理21cos 2m mgH mg L mv μα-⋅= 解得4214μ=8.图示为一过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的光滑圆形轨道组成,BC 分别是圆形轨道的最低点和最高点,其半径R=1m ,一质量m =1kg 的小物块(视为质点)从左側水平轨道上的A 点以大小v 0=12m /s 的初速度出发,通过竖直平面的圆形轨道后,停在右侧水平轨道上的D 点.已知A 、B 两点间的距离L 1=5.75m ,物块与水平轨道写的动摩擦因数μ=0.2,取g =10m /s 2,圆形轨道间不相互重叠,求:(1)物块经过B 点时的速度大小v B ; (2)物块到达C 点时的速度大小v C ;(3)BD 两点之间的距离L 2,以及整个过程中因摩擦产生的总热量Q 【答案】(1) 11/m s (2) 9/m s (3) 72J 【解析】 【分析】 【详解】(1)物块从A 到B 运动过程中,根据动能定理得:22101122B mgL mv mv μ-=- 解得:11/B v m s =(2)物块从B 到C 运动过程中,根据机械能守恒得:2211·222B C mv mv mg R =+ 解得:9/C v m s =(3)物块从B 到D 运动过程中,根据动能定理得:22102B mgL mv μ-=- 解得:230.25L m =对整个过程,由能量守恒定律有:20102Q mv =- 解得:Q=72J 【点睛】选取研究过程,运用动能定理解题.动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动.知道小滑块能通过圆形轨道的含义以及要使小滑块不能脱离轨道的含义.9.在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A 和B ,两者相距为d .现给A 一初速度,使A 与B 发生弹性正碰,碰撞时间极短.当两木块都停止运动后,相距仍然为d .已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为μ. B 的质量为A 的2倍,重力加速度大小为g .求A 的初速度的大小. 185gd μ 【解析】 【详解】设在发生碰撞前的瞬间,木块A 的速度大小为v 0;在碰撞后的瞬间,A 和B 的速度分别为v 1和v 2.在碰撞过程中,由能量守恒定律和动量守恒定律,得2220121112222mv mv mv =+⋅ 0122mv mv mv =+ ,式中,以碰撞前木块A 的速度方向为正,联立解得:13v v =-,2023v v = 设碰撞后A 和B 运动的距离分别为d 1和d 2,由动能定理得21112mgd mv μ=, 2221222m gd mv μ=⋅() .按题意有:21d d d =+ . 联立解得:0185v gd =μ10.如图甲所示,水平面上A 点处有一质量m =0.5kg 的小物块,从静止开始在水平向右恒力F 1作用下运动,通过B 点时立即撤去力F 1,物块恰好落到斜面P 点。
高考物理动能与动能定理解题技巧讲解及练习题(含答案)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,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L =4m 的粗糙水平传送带BD 与平台无缝对接。
质量分别为m 1=0.3kg 和m 2=1kg 两个小物体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v 0=1.5m/s 的速度向左匀速运动,小物体与传送带间动摩擦因数为μ=0.15.某时剪断细绳,小物体m 1向左运动,m 2向右运动速度大小为v 2=3m/s ,g 取10m/s 2.求:(1)剪断细绳前弹簧的弹性势能E p(2)从小物体m 2滑上传送带到第一次滑离传送带的过程中,为了维持传送带匀速运动,电动机需对传送带多提供的电能E(3)为了让小物体m 1从C 点水平飞出后落至AB 平面的水平位移最大,竖直光滑半圆轨道AC 的半径R 和小物体m 1平抛的最大水平位移x 的大小。
【答案】(1)19.5J(2)6.75J(3)R =1.25m 时水平位移最大为x =5m【解析】【详解】(1)对m 1和m 2弹开过程,取向左为正方向,由动量守恒定律有:0=m 1v 1-m 2v 2解得v 1=10m/s剪断细绳前弹簧的弹性势能为:2211221122p E m v m v =+ 解得 E p =19.5J(2)设m 2向右减速运动的最大距离为x ,由动能定理得:-μm 2gx =0-12m 2v 22 解得x =3m <L =4m则m 2先向右减速至速度为零,向左加速至速度为v 0=1.5m/s ,然后向左匀速运动,直至离开传送带。
设小物体m 2滑上传送带到第一次滑离传送带的所用时间为t 。
取向左为正方向。
根据动量定理得:μm 2gt =m 2v 0-(-m 2v 2)解得:t =3s该过程皮带运动的距离为:x 带=v 0t =4.5m故为了维持传送带匀速运动,电动机需对传送带多提供的电能为:E =μm 2gx 带解得:E =6.75J(3)设竖直光滑轨道AC 的半径为R 时小物体m 1平抛的水平位移最大为x 。
2024全国高考真题物理汇编动能和动能定理一、单选题 1.(2024江西高考真题)两个质量相同的卫星绕月球做匀速圆周运动,半径分别为1r 、2r ,则动能和周期的比值为( )A.k121k212,E r T E r T ==B.k111k222,E r T E r T ==C.k121k212,E r T E r T ==D.k111k222E r T E r T ==,2.(2024北京高考真题)水平传送带匀速运动,将一物体无初速度地放置在传送带上,最终物体随传送带一起匀速运动。
下列说法正确的是( ) A .刚开始物体相对传送带向前运动 B .物体匀速运动过程中,受到静摩擦力 C .物体加速运动过程中,摩擦力对物体做负功 D .传送带运动速度越大,物体加速运动的时间越长3.(2024安徽高考真题)某同学参加户外拓展活动,遵照安全规范,坐在滑板上,从高为h 的粗糙斜坡顶端由静止下滑,至底端时速度为v .已知人与滑板的总质量为m ,可视为质点.重力加速度大小为g ,不计空气阻力.则此过程中人与滑板克服摩擦力做的功为( ) A .mghB .212mvC .212mgh mv +D .212mgh mv -4.(2024测试,测试时配重小车被弹射器从甲板上水平弹出后,落到海面上。
调整弹射装置,使小车水平离开甲板时的动能变为调整前的4倍。
忽略空气阻力,则小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的( ) A .0.25倍B .0.5倍C .2倍D .4倍5.(2024福建高考真题)先后两次从高为 1.4m OH =高处斜向上抛出质量为0.2kg m =同一物体落于12Q Q 、,测得128.4m,9.8m OQ OQ ==,两轨迹交于P 点,两条轨迹最高点等高且距水平地面高为3.2m ,下列说法正确的是( )A4 B .第一次过P 点比第二次机械能少1.3J C .落地瞬间,第一次,第二次动能之比为72:85D .第二次抛出时速度方向与落地瞬间速度方向夹角比第一次大二、解答题 6.(2024全国高考真题)将重物从高层楼房的窗外运到地面时,为安全起见,要求下降过程中重物与楼墙保持一定的距离。
高中物理动能与动能定理解题技巧及经典题型及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1.如图所示,粗糙水平桌面上有一轻质弹簧左端固定在A 点,自然状态时其右端位于B 点。
水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP ,其形状为半径R =1.0m 的圆环剪去了左上角120°的圆弧,MN 为其竖直直径,P 点到桌面的竖直距离是h =2.4m 。
用质量为m =0.2kg 的物块将弹簧由B 点缓慢压缩至C 点后由静止释放,弹簧在C 点时储存的弹性势能E p =3.2J ,物块飞离桌面后恰好P 点沿切线落入圆轨道。
已知物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.4,重力加速度g 值取10m/s 2,不计空气阻力,求∶(1)物块通过P 点的速度大小;(2)物块经过轨道最高点M 时对轨道的压力大小; (3)C 、D 两点间的距离;【答案】(1)8m/s ;(2)4.8N ;(3)2m 【解析】 【分析】 【详解】(1)通过P 点时,由几何关系可知,速度方向与水平方向夹角为60o ,则22y v gh =o sin 60y v v=整理可得,物块通过P 点的速度8m/s v =(2)从P 到M 点的过程中,机械能守恒2211=(1cos60)+22o M mv mgR mv + 在最高点时根据牛顿第二定律2MN mv F mg R+= 整理得4.8N N F =根据牛顿第三定律可知,物块对轨道的压力大小为4.8N(3)从D 到P 物块做平抛运动,因此o cos 604m/s D v v ==从C 到D 的过程中,根据能量守恒定律212p D E mgx mv μ=+C 、D 两点间的距离2m x =2.如图所示,不可伸长的细线跨过同一高度处的两个光滑定滑轮连接着两个物体A 和B ,A 、B 质量均为m 。
A 套在光滑水平杆上,定滑轮离水平杆的高度为h 。
开始时让连着A 的细线与水平杆的夹角α。
现将A 由静止释放(设B 不会碰到水平杆,A 、B 均可视为质点;重力加速度为g )求:(1)当细线与水平杆的夹角为β(90αβ<<︒)时,A 的速度为多大? (2)从开始运动到A 获得最大速度的过程中,绳拉力对A 做了多少功?【答案】(1)22111cos sin sin A gh v ααβ⎛⎫=-⎪+⎝⎭(2)T sin h W mg h α⎛⎫=- ⎪⎝⎭ 【解析】 【详解】(2)A 、B 的系统机械能守恒P K E E ∆=∆减加2211sin sin 22A B h h mg mv mv αβ⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭cos A B v v α=解得22111cos sin sin A gh v ααβ⎛⎫=-⎪+⎝⎭(2)当A 速度最大时,B 的速度为零,由机械能守恒定律得P K E E ∆=∆减加21sin 2Am h mg h mv α⎛⎫-= ⎪⎝⎭ 对A 列动能定理方程2T 12Am W mv =联立解得T sin h W mg h α⎛⎫=- ⎪⎝⎭3.如图所示,在倾角为θ=30°的固定斜面上固定一块与斜面垂直的光滑挡板,质量为m 的半圆柱体A 紧靠挡板放在斜面上,质量为2m 的圆柱体B 放在A 上并靠在挡板上静止。
高中物理动能与动能定理解题技巧讲解及练习题(含答案)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,粗糙水平桌面上有一轻质弹簧左端固定在A 点,自然状态时其右端位于B 点。
水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP ,其形状为半径R =1.0m 的圆环剪去了左上角120°的圆弧,MN 为其竖直直径,P 点到桌面的竖直距离是h =2.4m 。
用质量为m =0.2kg 的物块将弹簧由B 点缓慢压缩至C 点后由静止释放,弹簧在C 点时储存的弹性势能E p =3.2J ,物块飞离桌面后恰好P 点沿切线落入圆轨道。
已知物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.4,重力加速度g 值取10m/s 2,不计空气阻力,求∶(1)物块通过P 点的速度大小;(2)物块经过轨道最高点M 时对轨道的压力大小; (3)C 、D 两点间的距离;【答案】(1)8m/s ;(2)4.8N ;(3)2m 【解析】 【分析】 【详解】(1)通过P 点时,由几何关系可知,速度方向与水平方向夹角为60o ,则22y v gh =o sin 60y v v=整理可得,物块通过P 点的速度8m/s v =(2)从P 到M 点的过程中,机械能守恒2211=(1cos60)+22o M mv mgR mv + 在最高点时根据牛顿第二定律2MN mv F mg R+= 整理得4.8N N F =根据牛顿第三定律可知,物块对轨道的压力大小为4.8N(3)从D 到P 物块做平抛运动,因此o cos 604m/s D v v ==从C 到D 的过程中,根据能量守恒定律212p D E mgx mv μ=+C 、D 两点间的距离2m x =2.如图所示,不可伸长的细线跨过同一高度处的两个光滑定滑轮连接着两个物体A 和B ,A 、B 质量均为m 。
A 套在光滑水平杆上,定滑轮离水平杆的高度为h 。
开始时让连着A 的细线与水平杆的夹角α。
现将A 由静止释放(设B 不会碰到水平杆,A 、B 均可视为质点;重力加速度为g )求:(1)当细线与水平杆的夹角为β(90αβ<<︒)时,A 的速度为多大? (2)从开始运动到A 获得最大速度的过程中,绳拉力对A 做了多少功?【答案】(1)22111cos sin sin A gh v ααβ⎛⎫=-⎪+⎝⎭(2)T sin h W mg h α⎛⎫=- ⎪⎝⎭ 【解析】 【详解】(2)A 、B 的系统机械能守恒P K E E ∆=∆减加2211sin sin 22A B h h mg mv mv αβ⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭cos A B v v α=解得22111cos sin sin A gh v ααβ⎛⎫=-⎪+⎝⎭(2)当A 速度最大时,B 的速度为零,由机械能守恒定律得P K E E ∆=∆减加21sin 2Am h mg h mv α⎛⎫-= ⎪⎝⎭ 对A 列动能定理方程2T 12Am W mv =联立解得T sin h W mg h α⎛⎫=- ⎪⎝⎭3.儿童乐园里的弹珠游戏不仅具有娱乐性还可以锻炼儿童的眼手合一能力。