最新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)

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 l 8 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 25
m 的 4 倍．
(1)设卡车与故障车相撞前的速度为
v1
两车相撞后的速度变为
v2，求
v1 v2
(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) 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：
Fm
mg
m
vB2 R
从 P 到 Ｂ，由动能定理得
mg ( H
R)
1 2
mvB2
0
解得
H=4.5m 物块从 B 点运动到斜面最高处的过程中，根据动能定理得：
-mg[R（1-cos37°）+Lsin37°]-μmgcos37°•L=
公式求得运动时间，由 B 点到最高点，由动能定理，克服重力做功等于摩擦力做功，由此
可求得 AB 间距离，产生的内能由相互作用力乘以相对位移求得
7．如图所示在竖直平面内，光滑曲面 AB 与长度 l=3m 的水平传送带 BC 平滑连接于 B 点， 传送带 BC 右端连接内壁光滑、半径 r=0.55m 的四分之一细圆管 CD，圆管内径略大于物块 尺寸，管口 D 端正下方直立一根劲度系数为 k=50N/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 m=0.5kg 的物块（可视为质点）从曲面上 P 点静止释放， P 点距 BC 的高度为 h=0.8m．（已知弹簧的弹性势能 Ep 与弹簧的劲度系数 k 和形变量 x 的
【答案】（1）2 10 m/s。（2）5 J。
【解析】
【详解】
（1）对滑块从 A 到 B 的过程，由动能定理得：来自F1x1F3 x3
mgx
1 2
mvB2
，
即
20
2-10
1-0.25
110
4J=
1 2
1
vB2
，
得：
vB 2 10m/s ；
（2）当滑块恰好能到达最高点 C 时，
mg m vC2 ； R
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
【答案】(1) v1 5 v2 4
【解析】
(2) L 3 L 2
(1)由碰撞过程动量守恒 Mv1=(M
m)v2
则
v1 v2
5 4
①
(2)设卡车刹车前速度为 v0，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
1 2
Mv02
1 2
Mv12
MgL
②
碰撞后两车共同向前滑动，动能变化
1 2
(M
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，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）6m/s（2）1.5s （3） 0.4 （4） F 2.48N
【解析】
【详解】
(1)根据机械能守恒得：
mgsAB
sin 37
1 2
mvB2
解得：
vB 2gsAB sin 37 21030.6m/s 6m/s ；
(2)物块在斜面上的加速度为：
a1 g sin 6m/s2
在斜面上有：
代入数据解得：
sAB
1 2
a1t 2
物块在 BC 段的运动时间为： BC 段的位移为：
t1 1s
t2 t t1 1.5s
sBC
1 2
(vB
0)t2
4.5m
（3）在水平面上，有： 解得：
0﹣vB a2t2
根据牛顿第二定律有：
a2
vB t2
4m/s2 ．
代入数据解得：
﹣mg ma2
0.4 ．
物块从 C 点运动到速度最大的过程，根据平衡条件得 mg =kx′
得 x′=0.1m
由动能定理得
mg(r+x′)-
1 2
kx
'2
=
1 2
mvm2
-
1 2
mvC2
解得，最大速度 vm=4m/s （3）物块再次回到 C 点的速度仍为 2m/s，它在传送带上先向左匀减速运动到速度为零， 再向右匀加速运动至 C 点，速度大小仍为 2m/s，因此，电动机多消耗的电能即为物块与传 送带之间的摩擦生热.
关系是：Ep= 1 kx2，水平传送带与物间的动摩擦因数 μ=0.4，重力加速度 g 取 10m/s2．） 2
求：
（1）若传送带静止不动物块在水平传送带 BC 上前进的距离；
（2）若传送带向右匀速运动的速度 v0=2m/s，物块刚进入细圆管 CD 时对管道的弹力，物 块在压缩弹簧过程中的最大速度（压缩弹簧过程未超过弹性限度）；
(1)mgsinθ=ma, h/sinθ= ,可得 t="1.6" s. (2)由能的转化和守恒得： mgh=μmgl/2，l="12.8" m.
(3)在此过程中，物体与传送带间的相对位移:x 相=l/2+v 带·t,又 l/2=
，
而摩擦热 Q=μmg·x 相，
以上三式可联立得 Q="160" J.
(4)物体随传送带向右匀加速，当速度为 v 带="6" m/s 时向右的位移为 x，
则 μmgx=
，x="3.6" m<l/2，
即物体在到达 A 点前速度与传送带相等，最后以 v 带="6" m/s 的速度冲上斜面，
由
=mgh′，得 h′="1.8" m.
滑块沿斜面下滑时由重力沿斜面向下的分力提供加速度，先求出加速度大小，再由运动学
（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 ）
m)v22
0
(M
m)gl
③
由②式 v02 v12 2 gL
由③式 v22 2 gL
又因 l
8 25
L
可得 v02
3 gL
如果卡车滑到故障车前就停止，由
1 2
Mv02
0
MgL
'
④
故L' 3 L 2
这意味着卡车司机在距故障车至少 3 L 处紧急刹车，事故就能够免于发生． 2
6．如图所示，倾角为 30°的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以 6 m/s 的速度运 动，运动方向如图所示．一个质量为 2 kg 的物体（物体可以视为质点），从 h=3.2 m 高处 由静止沿斜面下滑，物体经过 A 点时，不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不 计其动能损失．物体与传送带间的动摩擦因数为 0.5，物体向左最多能滑到传送带左右两端 AB 的中点处，重力加速度 g=10 m/s2，求：
能定理得： −μmgl+W 弹＝0− mv02 由功能关系：W 弹=-△Ep=-Ep 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
−2μmgl＝Ek− mv02 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 v2，由动能定理得
最新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，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
度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求
解力.
4．如图甲所示，长为 4 m 的水平轨道 AB 与半径为 R＝0.6 m 的竖直半圆弧轨道 BC 在 B 处 相连接。有一质量为 1 kg 的滑块(大小不计)，从 A 处由静止开始受水平向右的力 F 作用，F 随位移变化的关系如图乙所示。滑块与水平轨道 AB 间的动摩擦因数为 μ＝0.25，与半圆弧 轨道 BC 间的动摩擦因数未知，g 取 10 m/s2。求： （1）滑块到达 B 处时的速度大小； （2）若到达 B 点时撤去 F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点 C，滑块在 半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功。