高中物理动能与动能定理的基本方法技巧及练习题及练习题(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，两物块A、B并排静置于高h=0.80m的光滑水平桌面上，物块的质量均为M=0.60kg．一颗质量m=0.10kg的子弹C以v0=100m/s的水平速度从左面射入A，子弹射穿

A后接着射入B并留在B中，此时A、B都没有离开桌面．已知物块A的长度为0.27m，A离开桌面后，落地点到桌边的水平距离s=2.0m．设子弹在物块A、B 中穿行时受到的阻力大小相等，g取10m/s2．(平抛过程中物块看成质点)求：

（1）物块A和物块B离开桌面时速度的大小分别是多少； （2）子弹在物块B中打入的深度； （3）若使子弹在物块B中穿行时物块B未离开桌面，则物块B到桌边的最小初始距离． 【答案】（1）5m/s；10m/s；（2）23.510BmL（3）22.510m

【解析】 【分析】 【详解】 试题分析：(1)子弹射穿物块A后，A以速度vA沿桌面水平向右匀速运动，离开桌面后做平抛运

动： 212hgt 解得：t=0.40s

A离开桌边的速度Asvt，解得：vA=5.0m/s 设子弹射入物块B后，子弹与B的共同速度为vB，子弹与两物块作用过程系统动量守恒： 0()ABmvMvMmv

B离开桌边的速度vB=10m/s （2）设子弹离开A时的速度为1v，子弹与物块A作用过程系统动量守恒：

012AmvmvMv v1=40m/s 子弹在物块B中穿行的过程中，由能量守恒

2221111()222BABfLMvmvMmv

①

子弹在物块A中穿行的过程中，由能量守恒 22201111()222AAfLmvmvMMv

② 由①②解得23.510BL

m

（3）子弹在物块A中穿行过程中，物块A在水平桌面上的位移为s1，由动能定理： 211()02AfsMMv

③

子弹在物块B中穿行过程中，物块B在水平桌面上的位移为s2，由动能定理 2221122BAfsMvMv

④

由②③④解得物块B到桌边的最小距离为：min12sss， 解得：2min2.510sm

考点：平抛运动；动量守恒定律；能量守恒定律．

2．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y59x2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xA＝1.20m、xB＝2.00m、xC＝2.65m、xD＝3.40m。已知，弹珠质量m＝100g，直径略小于管道内径。E为BC管道的最高点，在D处

有一反弹膜能无能量损失的反弹弹珠，sin37°＝0.6，sin53°＝0.8，g＝10m/s2，求：

（1）若要使弹珠不与管道OA触碰，在O点抛射速度ν0应该多大； （2）若要使弹珠第一次到达E点时对轨道压力等于弹珠重力的3倍，在O点抛射速度v0

应该多大；

（3）游戏设置3次通过E点获得最高分，若要获得最高分在O点抛射速度ν0的范围。 【答案】（1）3m/s（2）22m/s（3）23m/s＜ν0＜26m/s 【解析】 【详解】

（1）由y59x2得：A点坐标（1.20m，0.80m）

由平抛运动规律得：xA＝v0t，yA

2

1

2gt

代入数据，求得 t＝0.4s，v0＝3m/s； （2）由速度关系，可得 θ＝53° 求得AB、BC圆弧的半径 R＝0.5m OE过程由动能定理得：

mgyA﹣mgR（1﹣cos53°）2201122Emvmv

解得 v0＝22m/s； （3）sinα2.652.000.400.50.5，α＝30° CD与水平面的夹角也为α＝30° 设3次通过E点的速度最小值为v1．由动能定理得

mgyA﹣mgR（1﹣cos53°）﹣2μmgxCDcos30°＝021

1

2mv

解得 v1＝23m/s 设3次通过E点的速度最大值为v2．由动能定理得

mgyA﹣mgR（1﹣cos53°）﹣4μmgxCDcos30°＝022

1

2mv

解得 v2＝6m/s 考虑2次经过E点后不从O点离开，有

﹣2μmgxCDcos30°＝0

2

3

1

2mv

解得 v3＝26m/s 故 23m/s＜ν0＜26m/s

3．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（332RhR）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）03Fmg；（3）21221RdR

【解析】 【分析】 【详解】

（1）当小球刚好通过最高点时应有：2Dmv

mgR

由机械能守恒可得：22Dmv

mghR

联立解得32hR，因为h的取值范围为332RhR，小球能到达D点； （2）设小球在D点受到的压力为F，则 2Dmv

FmgR

22Dmv

mghR

联立并结合h的取值范围332RhR解得：03Fmg 据牛顿第三定律得小球在最高点对轨道的压力范围为：03Fmg （3）由（1）知在最高点D速度至少为minDvgR

此时小球飞离D后平抛，有：212Rgt

minminDxvt 联立解得min2xRR，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：2max3Dv

mgmgmR

解得max2DvgR

小球飞离D后平抛212Rgt， maxmaxDxvt 联立解得max22xR

故落点与B点水平距离d的范围为：21221RdR

4．如图为一水平传送带装置的示意图．紧绷的传送带AB 始终保持 v0=5m/s的恒定速率运行，AB间的距离L为8m．将一质量m＝1kg的小物块轻轻放在传送带上距A点2m处的P点，小物块随传送带运动到B点后恰好能冲上光滑圆弧轨道的最高点N．小物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g＝10 m/s2．求：

（1）该圆轨道的半径r； （2）要使小物块能第一次滑上圆形轨道达到M点，M点为圆轨道右半侧上的点，该点高出B点0.25 m，且小物块在圆形轨道上不脱离轨道，求小物块放上传送带时距离A点的位置范围． 【答案】（1）0.5rm（2）77?.5,05?.5mxmxm

【解析】 【分析】 【详解】 试题分析：（1）小物块在传送带上匀加速运动的加速度25/agms

小物块与传送带共速时，所用的时间01vtsa

运动的位移02.52vxma＜L－2=6m 故小物块与传送带达到相同速度后以05/vms的速度匀速运动到B，然后冲上光滑圆弧轨道恰好到达N点，故有：2Nv

mgmr

由机械能守恒定律得22011(2)22Nmvmgrmv，解得0.5rm （2）设在距A点x1处将小物块轻放在传送带上，恰能到达圆心右侧的M点，由能量守恒得：1()mgLxmgh－＝ 代入数据解得1

7.5?xm＝

设在距A点x2处将小物块轻放在传送带上，恰能到达右侧圆心高度，由能量守恒得： 2()mgLxmgR－＝代入数据解得27?xm＝

则：能到达圆心右侧的M点，物块放在传送带上距A点的距离范围； 同理，只要过最高点N同样也能过圆心右侧的M点，由（1）可知3

82.55.5?xmmm＝

则：05.5xm． 故小物块放在传送带上放在传送带上距A点的距离范围：77?.505?.5mxmxm和 考点：考查了相对运动，能量守恒定律的综合应用

5．如图所示，AB是光滑的水平轨道，B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，将弹簧水平放置，一端固定在A点．现使质量为m的小滑块从D点以速度v0＝进入轨道DCB，然后沿着BA运动压缩弹簧，弹簧压缩最短时小滑块处于P点，重