动能定理综合例题例题
最新物理动能定理的综合应用练习题20篇
最新物理动能定理的综合应用练习题20篇一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．如图所示，光滑曲面与光滑水平导轨MN 相切，导轨右端N 处于水平传送带理想连接，传送带长度L =4m ，皮带轮沿顺时针方向转动，带动皮带以恒定速率v =4.0m/s 运动．滑块B 、C 之间用细绳相连，其间有一压缩的轻弹簧，B 、C 与细绳、弹簧一起静止在导轨MN 上.一可视为质点的滑块A 从h =0.2m 高处由静止滑下，已知滑块A 、B 、C 质量均为m =2.0kg ，滑块A 与B 碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短．因碰撞使连接B 、C 的细绳受扰动而突然断开，弹簧伸展，从而使C 与A 、B 分离.滑块C 脱离弹簧后以速度v C =2.0m/s 滑上传送带，并从右端滑出落至地面上的P 点．已知滑块C 与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g 取10m/s 2.(1)求滑块C 从传送带右端滑出时的速度大小； (2)求滑块B 、C 与细绳相连时弹簧的弹性势能E P ；(3)若每次实验开始时弹簧的压缩情况相同，要使滑块C 总能落至P 点，则滑块A 与滑块B 碰撞前速度的最大值v m 是多少？ 【答案】(1) 4.0m/s (2) 2.0J (3) 8.1m/s 【解析】 【分析】 【详解】（1）滑块C 滑上传送带到速度达到传送带的速度v =4m/s 所用的时间为t ，加速度大小为a ，在时间t 内滑块C 的位移为x ，有mg ma μ=C v v at =+212C x v t at =+代入数据可得3m x = 3m x L =<滑块C 在传送带上先加速，达到传送带的速度v 后随传送带匀速运动，并从右端滑出，则滑块C 从传送带右端滑出时的速度为v=4.0m/s（2）设A 、B 碰撞前A 的速度为v 0，A 、B 碰撞后的速度为v 1，A 、B 与C 分离时的速度为v 2，有2012A A m gh m v =01()A A B m v m m v =+ 12()()A B A B C C m m v m m v m v +=++A 、B 碰撞后，弹簧伸开的过程系统能量守恒222A 1A 2111()()222P B B C C E m m v m m v m v ++=++代入数据可解得2.0J P E =（3）在题设条件下，若滑块A 在碰撞前速度有最大值，则碰撞后滑块C 的速度有最大值，它减速运动到传送带右端时，速度应当恰好等于传送带的速度v .设A 与B 碰撞后的速度为1v '，分离后A 与B 的速度为2v '，滑块C 的速度为'C v ，C 在传送带上做匀减速运动的末速度为v =4m/s ，加速度大小为2m/s 2，有22()Cv v a L '-=- 解得42m/s Cv '= 以向右为正方向，A 、B 碰撞过程1()A m A B m v m m v '=+弹簧伸开过程12()()A B C C A B m m v m v m m v '''+=++22212111+()()+222p A B A B C C E m m v m m v m v '''+=+代入数据解得74228.14m v =+≈m/s ．2．如图，固定在竖直平面内的倾斜轨道AB ，与水平光滑轨道BC 相连，竖直墙壁CD 高0.2H m =，紧靠墙壁在地面固定一个和CD 等高，底边长0.3L m =的斜面，一个质量0.1m kg =的小物块(视为质点)在轨道AB 上从距离B 点4l m =处由静止释放，从C 点水平抛出，已知小物块在AB 段与轨道间的动摩擦因数为0.5，达到B 点时无能量损失；AB段与水平面的夹角为37.(o 重力加速度210/g m s =，sin370.6=o ，cos370.8)o =(1)求小物块运动到B 点时的速度大小； (2)求小物块从C 点抛出到击中斜面的时间；(3)改变小物块从轨道上释放的初位置，求小物块击中斜面时动能的最小值. 【答案】(1) 4/m s (2)115s (3) 0.15J 【解析】 【分析】(1)对滑块从A 到B 过程，根据动能定理列式求解末速度；(2)从C 点画出后做平抛运动，根据分位移公式并结合几何关系列式分析即可； (3)动能最小时末速度最小，求解末速度表达式分析即可. 【详解】()1对滑块从A 到B 过程，根据动能定理，有：2B 1mglsin37μmgcos37mv 2-=o o ，解得：B v 4m /s =；()2设物体落在斜面上时水平位移为x ，竖直位移为y ，画出轨迹，如图所示：对平抛运动，根据分位移公式，有：0x v t =，21y gt 2=， 结合几何关系，有：H y H 2x L 3-==， 解得：1t s 15=； ()3对滑块从A 到B 过程，根据动能定理，有：2B 1mglsin37μmgcos37mv 2-=o o ，对平抛运动，根据分位移公式，有：0x v t =，21y gt 2=， 结合几何关系，有：H y H 2x L 3-==， 从A 到碰撞到斜面过程,根据动能定理有：21mglsin37μmgcos37l mgy mv 02-⋅+=-oo联立解得：22125y9H18H mv mg21616y16⎛⎫=+-⎪⎝⎭，故当225y9H1616y=，即3y H0.12m5==时，动能kE最小为：kmE0.15J=；【点睛】本题是力学综合问题，关键是正确的受力分析，明确各个阶段的受力情况和运动性质，根据动能定理和平抛运动的规律列式分析，第三问较难，要结合数学不等式知识分析.3．一个平板小车置于光滑水平面上，其右端恰好和一个光滑圆弧轨道AB的底端等高对接，如图所示．已知小车质量M=3．0kg，长L=2．06m，圆弧轨道半径R=0．8m．现将一质量m=1．0kg的小滑块，由轨道顶端A点无初速释放，滑块滑到B端后冲上小车．滑块与小车上表面间的动摩擦因数．（取g=10m/s2）试求：（1）滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小；（2）小车运动1．5s时，车右端距轨道B端的距离；（3）滑块与车面间由于摩擦而产生的内能．【答案】（1）30 N（2）1 m（3）6 J【解析】（1）滑块从A端下滑到B端，由动能定理得（1分）在B点由牛顿第二定律得（2分）解得轨道对滑块的支持力N （1分）（2）滑块滑上小车后，由牛顿第二定律对滑块：，得m/s2 （1分）对小车：，得m/s2 （1分）设经时间t后两者达到共同速度，则有（1分）解得s （1分）由于s<1．5s，故1s后小车和滑块一起匀速运动，速度v="1" m/s （1分）因此，1．5s时小车右端距轨道B端的距离为m （1分）（3）滑块相对小车滑动的距离为m （2分）所以产生的内能J （1分）4．如图甲所示，带斜面的足够长木板P ，质量M =3kg 。
动能定理的应用(20个经典例题)
F
L1+L2
h
例8、一个质量为M的物体,从倾角为θ,高为H的粗 糙斜面上端A点,由静止开始下滑,到B点时的速度为 V,然后又在水平面上滑行距离S后停止在C点. 1. 物体从A点开始下滑到B点的过程中克服摩擦力 所做的功为多少? 2. 物体与水平面间的动摩擦系数为多大?
A
θ
B
C
例9、如图所示，质量为m=2kg的小球，从半径R=0.5m的半 圆形槽的边缘A点沿内表面开始下滑，到达最低点B的速度 v=2m/s。求在弧AB段阻力对物体所做的功Wf。（取g=10m/s2)
4.4 动能定理的应用
1、动能
1 2 E K mv 2
物体的动能等于物体质量与物体 速度大小的二次方乘积的一半。 2、动能定理： W E
K 2
E
K 1
W E K 合
合外力所做的功等于物体动能的变化。
对动能表达式的理解：
1 2 E K mv 2
1、国际单位：焦耳 1kg· m2/s2=1N· m=1J 2、动能是标量，且没有负值，动能与物体的质量和速度大小 有关，与速度方向无关。
A.动能 B.速度 C.速率 D.重力所做的功
例4、质量为m的物体放在动摩擦因数为 μ的水平面上，在物体上施加水平力F 使物体由静止开始运动，经过位移S后 撤去外力，物体还能运动多远？
F
例5、如图所示，半径为R的光滑半圆轨 道和光滑水平面相连，一物体以某一 初速度在水平面上向左滑行，那么物 体初速度多大时才能通过半圆轨道最 高点？
解：摩擦力一直做负功，其绝对值等于摩擦力与路 程的乘积，由动能定理得 解得
例16、如图所示质量为m的物体置于光滑水平面，一根 绳子跨过定滑轮一端固定在物体上，另一端在力F作用下， 以恒定速率v0竖直向下运动，物体由静止开始运动到绳与水 平方向夹角α =45°的过程中，绳中张力对物体做的功为 ________。
高中物理动能定理经典例题
1【解析】(1)由于小孩无碰撞进入圆弧轨道，即小孩落到A点时速度方向沿A点切线方向，则，又，联立以上两式解得v0＝3 m/s.(2)设小孩到最低点的速度为v，根据机械能守恒定律有在最低点，根据牛顿第二定律，有联立解得FN＝1 290 N由牛顿第三定律可知，小孩对轨道的压力大小为1 290 N.答案：(1)3 m/s (2)1 290 N20.考点：机械能守恒定律；牛顿第二定律；向心力．菁优网版权所有专题：机械能守恒定律应用专题．分析：（1）从A到B由动能定理可得B位置时的速度，之后做平抛运动，由平抛规律求解（2）在B位置，由牛顿第二定律可求轻绳所受的最大拉力大小解答：解：（1）设小球在B点速度为v，对小球从A到B由动能定理得：mgh=mv2①绳子断后，小球做平抛运动，运动时间为t，则有：H=②DC间距离：s=vt解得：s=m≈1.414m（2）在B位置，设绳子最大力量为F，由牛顿第二定律得：F﹣mg=④联立①④得：F=20N答（1）DC两点间的距离1.414m（2）轻绳所受的最大拉力20N安徽运用动能定理求出小球经过第一个圆轨道的最高点时的速度，再对小球在第一个圆轨道的最高点进行受力分析，并利用牛顿第二定律求出轨道对小球作用力．知道小球恰能通过圆形轨道的含义，并能找出在第二圆形轨道的最高点速度．运用动能定理研究某一运动过程求出B、C间距L．知道要使小球不能脱离轨道的含义：1、小球恰能通过第三个圆轨道，2、轨道半径较大时，小球不能通过第三个圆轨道，但是还要不能脱离轨道，那么小球上升的高度就不能超过R3应用动能定理研究整个过程求出两种情况下的问题．解答：解：（1）设小球经过第一个圆轨道的最高点时的速度为v1根据动能定理得：﹣μmgL1﹣2mgR1=mv12﹣mv02 ①小球在最高点受到重力mg和轨道对它的作用力F，根据牛顿第二定律有：F+mg=m②由①、②得 F=10.0 N ③（2）设小球在第二个圆轨道的最高点的速度为v2，由小球恰能通过第二圆形轨道有：mg=m④﹣μmg（L1+L）﹣2mgR2=mv22﹣mv02 ⑤由④、⑤得 L=12.5m ⑥（3）要保证小球不脱离轨道，可分两种情况进行讨论：I．轨道半径较小时，小球恰能通过第三个圆轨道，设在最高点的速度为v3，应满足mg=m⑦﹣μmg（L1+2L）﹣2mgR3=mv32﹣mv02 ⑧由⑥、⑦、⑧得 R3=0.4mII．轨道半径较大时，小球上升的最大高度为R3，根据动能定理﹣μmg（L1+2L）﹣mgR3=0﹣mv02解得 R3=1.0m为了保证圆轨道不重叠，R3最大值应满足（R2+R3）2=L2+（R3﹣R2）2解得 R3=27.9m综合I、II，要使小球不脱离轨道，则第三个圆轨道的半径须满足下面的条件0＜R3≤0.4m或 1.0m≤R3≤27.9m当0＜R3≤0.4m时，小球最终停留点与起始点A的距离为L′，则﹣μmgL′=0﹣mv02L′=36.0m当1.0m≤R3≤27.9m时，小球最终停留点与起始点A的距离为L〞，则L″=L′﹣2（L′﹣L1﹣2L）=26.0m答：（1）小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小为10.0N；（2）如果小球恰能通过第二圆形轨道，B、C间距L应是12.5m；（3）第三个圆轨道的半径须满足下面的条件 0＜R3≤0.4m或 1.0m≤R3≤27.9m当0＜R3≤0.4m时，小球最终停留点与起始点A的距离为36.0m当1.0m≤R3≤27.9m时，小球最终停留点与起始点A的距离为26.0m．天津解答：解：（1）设B在绳被拉断后瞬时的速率为vB，到达C点的速率为vC，根据B恰能到达最高点C有：F向=mBg=mB﹣﹣﹣﹣﹣①对绳断后到B运动到最高点C这一过程应用动能定理：﹣2mBgR=mBvc2﹣mBvB2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②解得：vB=5m/s．答：（1）绳拉断后B的速度VB的大小是5m/s；山东解答：解：（1）设小物体运动到P点时速度大小为vp，对小物体有a 运动到P过程中应用动能定理得：﹣μmgL﹣2mgR=mvp2﹣mva2小物体自P点做平抛运动，设运动时间为t，水平射程为x，则根据平抛运动规律得：2R=gt2 ，x=vt，联立以上三式代入数据解得：x=0.8m．（2）设小物体运动到数字“0”的最高点时速度大小为v，对小物体由a运动到数字“0”的最高点过程中应用动能定理得：﹣μmgL﹣2mgR=mv2﹣mva2设在数字“0”的最高点管道对小物体的作用力为F，在数字“0”的最高点，小物体需要的向心力F向==0.4N，由于重力mg=0.1N＜F向所以F向=mg+F代入数据解得F=0.3N，方向竖直向下．答：（1）小物体从P点抛出后的水平射程是0.8m．（2）小物体经过数字“0”的最高点时管道对小物体作用力的大小是0.3N，方向为竖直向下．．浙江解答：解：（1）小滑块沿斜面滑下，根据动能定理：得：μ=0.5（2）小滑块从B点到C点，做平抛运动竖直方向：，得t=0.6s；水平方向：x=v1t=1.2m；（3）平抛过程，根据机械能守恒，有：得：答：（1）滑块与斜面间的动摩擦因数μ为0.5；（2）小滑块落地点C与B 点的水平距离x为1.2m；（3）小滑块落地时的速度大小为2m/s．2014?盐城一模答：解：（1）物块A加速度为零时，弹簧弹力等于拉力，物块B的加速度为：aB==（2）弹簧第一次恢复原长时，物块B移动的距离为x，则A的位移也是x，F 作用的位移也是x由动能定理知：Fx=解得：x=（3）对A、B在水平方向受力分析如图，F1为弹簧的拉力；当加速度大小相同为a时，对A有：F﹣F1=ma，对B有：F1=ma，两物体运动的v﹣t图象如图所示，在整个过程中，A的合力（加速度）先减小，而B的合力（加速度）先增大，在达到共同加速度之前A的合力（加速度）一直大于B的合力（加速度），之后A的合力（加速度）一直小于B的合力（加速度）．tl时刻，两物体加速度相等，斜率相同，速度差最大，t1时刻之后，A的速度仍大于B的速度，弹簧仍在伸长，弹簧势能仍在增加，t2时刻两物体的速度相等，A速度达到最大值，两实线之间围成的面积有最大值，即两物体的相对位移最大，此时弹簧被拉到最长，此时弹簧的弹性势能最大．答：（1）物块A加速度为零时，物块B的加速度；（2）弹簧第一次恢复原长时，物块B移动的距离：+；（3）在弹簧第一次恢复原长前，当A、B的速度相等时，弹簧的型变量最大，此时弹簧的弹性势能最大．。
动能定理的应用(20个经典例题)
例18、如图所示，一半径为R的半圆形轨道BC与一水平面相连， C为轨道的最高点，一质量为m的小球以初速度v0从圆形轨道B点进 入，沿着圆形轨道运动并恰好通过最高点C，然后做平抛运动．求 ： (1)小球平抛后落回水平面D点的位置距B点的距离； (2)小球由B点沿着半圆轨道到达C点的过程中，克服轨道摩擦 阻力做的功． [来源:]
0 f 0 0 . 2 × 3 × 1 0 2 2 a m / s 2 m / s 2 m 3
m在匀加速运动阶段的末速度为
2 v 2 a s 2 × 1 × 8 m / s 4 m / s 1 1 1
撤去 F 后，滑行 s 而停住， v 0 ，则 2 t=
2 2 v v 0 1 6 t 1 s m 4 m 2 2 a 2 × 2 2
（4）相等。即 W E E 300J k k 2 1
例2、某同学从高为h 处以速度v0 水平投 出一个质量为m 的铅球,求铅球落地时速度 大小。
解：铅球在空中运动时只有重力做功，动能增 加。设铅球的末速度为v，根据动能定理有 v0
1 2 1 2 mgh mv mv 0 2 2
mg
例10、在h高处，以初速度v0向
水平方向抛出一小球，不计空
气阻力，小球着地时速度大小
为（
C ）
1 2 1 2 W 总 mv 2 mv 1 2 2
物理过程中不涉及到加 速度和时间，而只与物 体的初末状态有关的力 学问题，优先应用动能 定理。
例11、如图4所示，AB为1/4圆弧轨道，半径为 R=0.8m，BC是水平轨道，长l=3m，BC处的摩擦 系数为μ=1/15，今有质量m=1kg的物体，自A点 从静止起下滑到C点刚好停止。求物体在轨道AB 段所受的阻力对物体做的功。
动能定理的应用(20个经典例题)
A.动能 B.速度 C.速率 D.重力所做的功
例4、质量为m的物体放在动摩擦因数为 μ的水平面上，在物体上施加水平力F 使物体由静止开始运动，经过位移S后 撤去外力，物体还能运动多远？
F
例5、如图所示，半径为R的光滑半圆轨 道和光滑水平面相连，一物体以某一 初速度在水平面上向左滑行，那么物 体初速度多大时才能通过半圆轨道最 高点？
物体在动力F和阻力f作用下运动时，G和N不做功，F做正功， f做负功，因此，也可以用动能定理求解．
解法一：用牛顿定律和匀变速运动规律，对撤去F推力前、后 物体运动的加速度分别为
F f F μ mg 9 0.2 × 3×10 m / s2 1m / s2 a1 3 m m
例7、质量m=2kg的物块位于高h=0.7m的水平桌 面上，物块与桌面之间的动摩擦因数μ=0.2,现用 F=20N的水平推力使物块从静止开始滑动L1=0.5m 后 撤去推力，物块又在桌面上滑动了L2=1.5m后离开桌 面做平抛运动。求： （1）物块离开桌面时的速度 （2）物块落地时的速度(g=10m/s)
解：摩擦力一直做负功，其绝对值等于摩擦力与路 程的乘积，由动能定理得 解得
例16、如图所示质量为m的物体置于光滑水平面，一根 绳子跨过定滑轮一端固定在物体上，另一端在力F作用下， 以恒定速率v0竖直向下运动，物体由静止开始运动到绳与水 平方向夹角α =45°的过程中，绳中张力对物体做的功为 ________。
例14、一球从高出地面H处由静止自由落下， 不考虑空气阻力，落到地面后并深入地面h 深处停止，若球的质量为m，求：球在落 入地面以下的过程中受到的平均阻力。
分析：小球的下落过程根据受力 情况可分为两段：
接触地面前做自由落体运动，只受 重力G作用； 接触地面后做减速运动，受重 力G和阻力f作用。 因此可以分两段求解，也可以 按全过程求解
高考一轮复习--动能定理及其应用二
动能定理及其应用二类别内容知识点1进一步理解动能定理，领会应用动能定理解题的优越性．。
2会利用动能定理分析多过程问题3会利用动能定理分析多个物体的问题4能用动能定理求解与平抛运动、圆周运动相关的综合问题能力点1灵活运用分段法和整体法解决多过程问题2灵活运用整体法和隔离法和解决多个物体的问题【能力进阶】一、分段法和整体法----动能定理的多过程问题例题1.如图所示,某滑板爱好者在离地h=1.8 m高的平台上滑行,水平离开A点后落在水平地面的B点,其水平位移l1=3 m,着地时由于存在能量损失,着地后速度变为v=4 m/s,并以此为初速度沿水平地面滑行l2=8 m后停止.已知人与滑板的总质量m=60 kg.求:(1)人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小.(2)人与滑板离开平台时的水平初速度.(空气阻力忽略不计,g取10 m/s2)变式：如图所示,质量m=1 kg的木块静止在高h=1.2 m的平台上,木块与平台间的动摩擦因数 =0.2,用水平推力F=20 N,使木块产生位移l1=3 m时撤去,木块又滑行l2=1 m时飞出平台,求木块落地时速度的大小?二、整体法和隔离法-----动能定理的多个物体问题例题2.一辆车通过一根跨过定滑轮的轻绳PQ提升井中质量为m的物体,如图所示,绳的P端拴在车后的挂钩上.设绳的总长不变,绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、滑轮上的摩擦都忽略不计.开始时,车在A点,左右两侧绳都已绷紧并且是竖直的,左侧绳长为H.提升时,车向左加速运动,沿水平方向从A经过B驶向C.设A到B的距离也为H,车过B点时速度为v B.求车由A移到B的过程中,绳Q端的拉力对物体做的功是多少?变式：如图所示,有一光滑的T字形支架,在它的竖直杆上套有一个质量为m1的物体A,用长为l的不可伸长的细绳将A悬挂在套于水平杆上的小环B下,B的质量m2=m1=m.开始时A 处于静止状态,细绳处于竖直状态.今用水平恒力F=3mg拉小环B,使A上升.求当拉至细绳与水平杆成37°时,A的速度为多大?三、用动能定理求解与圆周运动、抛体运动相关的综合问题例题3.如图所示,AB是倾角为θ=30°的粗糙直轨道,BCD是光滑的圆弧轨道,AB恰好在B点与圆弧相切,圆弧的半径为R,一个质量为m的物体(可以看做质点)从直轨道上的P点由静止释放,结果它能在两轨道间做往返运动.已知P点与圆弧的圆心O等高,物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的路程为s.求:(1) 物体与轨道AB间的动摩擦因数μ.(2) 最终当物体通过圆弧轨道最低点E时,对圆弧轨道的压力的大小.(3) 为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D,释放点距B点的距离L'至少多大.例题4.如图所示，水平平台上有一轻弹簧,左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点，平台AB段光滑,BC段长x=1m，与滑块间的摩擦因数为μ1=0.25.平台右端与水平传送带相接于C点，传送带的运行速度v=7m/s,长为L=3m，传送带右端D点与一光滑斜面衔接，斜面长度s=0.5m，另有一固定竖直放置的光滑圆弧形轨道刚好在E点与斜面相切，圆弧形轨道半径R=1m，θ=37°.今将一质量m=2kg的滑块向左压缩轻弹簧,使弹簧的弹性势能为E p=30J,然后突然释放，当滑块滑到传送带右端D点时，恰好与传送带速度相同，并经过D点的拐角处无机械能损失．重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6，不计空气阻力．试求：(1)滑块到达C点的速度v C，(2)滑块与传送带间的摩擦因数μ2，(3)若传送带的运行速度可调，要使滑块不脱离圆弧形轨道，求传送带的速度范围.《动能定理及其应用二》进阶作业【进阶练习】（限时10分钟）1.将距离沙坑表面上方1 m高处质量为0.2 kg的小球由静止释放，测得小球落入沙坑静止时距离沙坑表面的深度为10 cm.若忽略空气阻力，g取10 m/s2，则小球克服沙坑的阻力所做的功为()A．0.4 J B．2 JC．2.2 J D．4 J2.如图所示，质量为0.1 kg的小物块在粗糙水平桌面上滑行4 m后以3.0 m/s的速度飞离桌面，最终落在水平地面上，已知物块与桌面间的动摩擦因数为0.5，桌面高0.45 m，若不计空气阻力，g取10 m/s2，则()A. 小物块的初速度是5 m/sB. 小物块的水平射程为1.2 mC. 小物块在桌面上克服摩擦力做8 J的功D. 小物块落地时的动能为0.9 J3.如图所示,跨过定滑轮的轻绳两端的物体A和B的质量分别为M和m,物体A在水平面上.A由静止释放,当B沿竖直方向下落h时,测得A沿水平面运动的速度为v,这时细绳与水平面的夹角为 ,试分析计算B下降h过程中,A克服地面摩擦力做的功.(滑轮的质量和摩擦均不计)《动能定理及其应用一》进阶作业A组（基础类）1. (单选)如图所示,质量为m的小球,从离地面高H处由静止开始释放,落到地面后继续陷入泥中h深度而停止,设小球受到空气阻力为f,重力加速度为g,则下列说法中正确的是()A. 小球落地时动能等于mgHB. 小球陷入泥中的过程中克服泥的阻力所做的功小于刚落到地面时的动能C. 整个过程中小球克服阻力做的功等于mg(H+h))D. 小球在泥土中受到的平均阻力为mg(1+Hℎ2. (多选)如图所示，质量为M 的电梯底板上放置一质量为m 的物体，钢索拉着电梯由静止开始向上做加速运动，当上升高度为H 时，速度达到v ，不计空气阻力，则( ) A. 物体所受合力做的功等于12mv 2＋mgHB. 底板对物体的支持力做的功等于mgH ＋12mv 2C. 钢索的拉力做的功等于12Mv 2＋MgHD. 钢索的拉力、电梯的重力及物体对底板的压力对电梯M 做的总功等于12Mv 23. 如图所示, AB 与CD 为两个对称斜面,其上部都足够长,下部分别与一个光滑的圆弧面的两端相切,圆弧圆心角为120°,半径R=2.0 m.一个质量为2 kg 的物体在离弧底E 高度为h=3.0 m 处,以初速度v 0=4 m/s 沿斜面运动,物体与两斜面的动摩擦因数均为 =0.2.求:物体在两斜面上(不包括圆弧部分)一共能运动多少路程?(g=10 m/s 2)4.单板滑雪U 型池如图所示，由两个完全相同的14圆弧滑道AB 、CD 和水平滑道BC 构成，圆弧滑道的半径R ＝4 m ，B 、C 分别为圆弧滑道的最低点，B 、C 间的距离s ＝7.5 m ，假设某次比赛中运动员经过水平滑道B 点时水平向右的速度v 0＝16 m /s ，运动员从B 点运动到C 点所用的时间t ＝0.5 s ，从D 点跃起时的速度v D ＝8 m /s .设运动员连同滑板的质量m ＝50 kg ，忽略空气阻力的影响，已知圆弧上A 、D 两点的切线沿竖直方向，重力加速度g 取10 m /s 2.求：(1) 运动员在B 点对圆弧轨道的压力；(2) 运动员从D 点跃起后在空中完成运动的时间；(3) 运动员从C 点到D 点运动的过程中克服摩擦阻力所做的功．B 组（中档类）1. (单选)如图所示，斜面的倾角为θ，质量为m 的滑块与挡板P 的距离为x 0，滑块以初速度v 0沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力．若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，滑块经过的总路程是( )A. 1μ⎝⎛⎭⎫v 202gcos θ＋x 0tan θB. 1μ⎝⎛⎭⎫v 202gsin θ＋x 0tan θ C. 2μ⎝⎛⎭⎫v 202gcos θ＋x 0tan θ D. 1μ⎝⎛⎭⎫v 202gcos θ＋x 0tan θ2. (单选)水平力F 方向确定，大小随时间的变化如图甲所示，用力F 拉静止在水平桌面上的小物块，在F 从0开始逐渐增大的过程中，物块的加速度a 随时间变化的图象如图乙所示。
高中物理动能定理的综合应用专项训练及答案及解析
高中物理动能定理的综合应用专项训练及答案及解析一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．为了备战2022年北京冬奥会，一名滑雪运动员在倾角θ=30°的山坡滑道上进行训练，运动员及装备的总质量m=70 kg ．滑道与水平地面平滑连接，如图所示．他从滑道上由静止开始匀加速下滑，经过t=5s 到达坡底，滑下的路程 x=50 m ．滑雪运动员到达坡底后又在水平面上滑行了一段距离后静止．运动员视为质点,重力加速度g=10m/s2，求：（1）滑雪运动员沿山坡下滑时的加速度大小a ； （2）滑雪运动员沿山坡下滑过程中受到的阻力大小f ； （3）滑雪运动员在全过程中克服阻力做的功W f ． 【答案】（1）4m/s 2（2）f = 70N （3）1.75×104J 【解析】 【分析】（1）运动员沿山坡下滑时做初速度为零的匀加速直线运动，已知时间和位移，根据匀变速直线运动的位移时间公式求出下滑的加速度．（2）对运动员进行受力分析，根据牛顿第二定律求出下滑过程中受到的阻力大小． （3）对全过程，根据动能定理求滑雪运动员克服阻力做的功． 【详解】（1）根据匀变速直线运动规律得：x=12at 2 解得：a=4m/s 2（2）运动员受力如图，根据牛顿第二定律得：mgsinθ-f=ma解得：f=70N（3）全程应用动能定理，得：mgxsinθ-W f =0 解得：W f =1.75×104J 【点睛】解决本题的关键要掌握两种求功的方法，对于恒力可运用功的计算公式求．对于变力可根据动能定理求功．2．质量 1.5m kg =的物块（可视为质点）在水平恒力F 作用下，从水平面上A 点由静止开始运动，运动一段距离撤去该力，物块继续滑行 2.0t s =停在B 点，已知A 、B 两点间的距离 5.0s m =，物块与水平面间的动摩擦因数0.20μ=，求恒力F 多大．（210/g m s =）【答案】15N 【解析】 设撤去力前物块的位移为，撤去力时物块的速度为，物块受到的滑动摩擦力对撤去力后物块滑动过程应用动量定理得由运动学公式得对物块运动的全过程应用动能定理由以上各式得 代入数据解得思路分析：撤去F 后物体只受摩擦力作用，做减速运动，根据动量定理分析，然后结合动能定律解题试题点评：本题结合力的作用综合考查了运动学规律，是一道综合性题目．3．某滑沙场的示意图如图所示，某旅游者乘滑沙橇从A 点由静止开始滑下，最后停在水平沙面上的C 点．设滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处处相同，斜面和水平面连接处可认为是圆滑的，滑沙者保持一定姿势坐在滑沙橇上不动，若测得AC 间水平距离为x ，A 点高为h ，求滑沙橇与沙面间的动摩擦因数μ．【答案】h/x 【解析】 【分析】对A 到C 的全过程运用动能定理，抓住动能的变化量为零，结合动能定理求出滑沙橇与沙面间的动摩擦因数． 【详解】设斜面的倾角为θ，对全过程运用动能定理得，因为，则有，解得．【点睛】本题考查了动能定理的基本运用，运用动能定理解题关键选择好研究的过程，分析过程中有哪些力做功，再结合动能定理进行求解，本题也可以结合动力学知识进行求解．4．一种氢气燃料的汽车，质量为m =2.0×103kg ，发动机的额定输出功率为80kW ，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍。