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高中物理动能与动能定理专项训练100(附答案)

解得:
(3)因为滑上传送带的速度是8m/s大于传送带的速度6m/s,物体在到达A点前速度与传送带相等,最后以 的速度冲上斜面,根据动能定理得:
得:
【点睛】
该题要认真分析物体的受力情况和运动情况,选择恰当的过程,运用机械能守恒和动能定理解题.
6.如图所示,一长度LAB=4.98m,倾角θ=30°的光滑斜面AB和一固定粗糙水平台BC平滑连接,水平台长度LBC=0.4m,离地面高度H=1.4m,在C处有一挡板,小物块与挡板碰撞后原速率反弹,下方有一半球体与水平台相切,整个轨道处于竖直平面内。在斜面顶端A处静止释放质量为m="2kg"的小物块(可视为质点),忽略空气阻力,小物块与BC间的动摩擦因素μ=0.1,g取10m/s2。问:
(2)当物体滑到传送带最左端速度为零时,AB间的距离L最小,根据动能定理列式求解;
(3)物体在到达A点前速度与传送带相等,最后以6m/s的速度冲上斜面时沿斜面上滑达到的高度最大,根据动能定理求解即可中,只有重力做功,机械能守恒,则得:
解得:
(2)当物体滑动到传送带最左端速度为零时,AB间的距离L最小,由动能能力得:
5.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6m/s的速度运动,运动方向如图所示.一个质量为2kg的物体(物体可以视为质点),从h=3.2m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,重力加速度g=10m/s2,求:
(3)设传送带速度为 时物块能恰到F点,在F点满足
从B到F过程中由动能定理可知:
解得:
设传送带速度为 时,物块撞挡板后返回能再次上滑恰到E点,
由:
解得:
若物块在传送带上一直加速运动,由
知其到B点的最大速度
综合上述分析可知,只要传送带速度 就满足条件.
【点睛】
本题主要考查了牛顿第二定律、动能定理、圆周运动向心力公式的直接应用,此题难度较大,牵涉的运动模型较多,物体情境复杂,关键是按照运动的过程逐步分析求解.
由②式
由③式
又因 可得
如果卡车滑到故障车前就停止,由 ④

这意味着卡车司机在距故障车至少 处紧急刹车,事故就能够免于发生.
8.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mA=0.01kg、mB=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/s2.
(1)设A、B在转动过程中,轻杆对A、B做的功分别为WT和 ,
根据题意有:
设A、B到达圆环最高点的动能分别为EKA、EKB
对A根据动能定理:qER﹣mAgR+WT1=EKA
对B根据动能定理:
联立解得:EKA+EKB=﹣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vA、vB,
n=25次
考点:动能定理、平抛运动
【名师点睛】解决本题的关键一是要会根据平抛运动的规律求出落到D时平抛运动的初速度;再一个容易出现错误的是在BC段运动的路程与经过B点次数的关系,需要认真确定。根据功能关系求出在BC段运动的路程。
7.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 .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)物体第一次到达A点时速度为多大?
(2)要使物体不从传送带上滑落,传送带AB间的距离至少多大?
(3)物体随传送带向右运动,最后沿斜面上滑的最大高度为多少?
【答案】(1)8m/s(2)6.4m(3)1.8m
【解析】
【分析】
(1)本题中物体由光滑斜面下滑的过程,只有重力做功,根据机械能守恒求解物体到斜面末端的速度大小;

子弹在物块A中穿行的过程中,由能量守恒

由①②解得 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:

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

由②③④解得物块B到桌边的最小距离为: ,
解得:
考点:平抛运动;动量守恒定律;能量守恒定律.
2.如图所示,粗糙水平地面与半径为R=0.4m的粗糙半圆轨道BCD相连接,且在同一竖直平面内,O是BCD的圆心,BOD在同一竖直线上.质量为m=1kg的小物块在水平恒力F=15N的作用下,从A点由静止开始做匀加速直线运动,当小物块运动到B点时撤去F,小物块沿半圆轨道运动恰好能通过D点,已知A、B间的距离为3m,小物块与地面间的动摩擦因数为0.5,重力加速度g取10m/s2.求:
3.如图所示,半径为 的四分之三圆周轨道固定在竖直平面内, 为圆轨道的圆心, 为圆轨道的最高点,圆轨道内壁光滑,圆轨道右侧的水平面 与圆心等高.质量为 的小球从离 点高度为 处( )的 点由静止开始下落,从 点进入圆轨道,重力加速度为 ).
(1)小球能否到达 点?试通过计算说明;
(2)求小球在最高点对轨道的压力范围;
(1)小物块运动到B点时对圆轨道B点的压力大小.
(2)小物块离开D点后落到地面上的点与D点之间的距离
【答案】(1)160N(2)0.8 m
【解析】
【详解】
(1)小物块在水平面上从A运动到B过程中,根据动能定理,有:
(F-μmg)xAB= mvB2-0
在B点,以物块为研究对象,根据牛顿第二定律得:
联立解得小物块运动到B点时轨道对物块的支持力为:N=160N
(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) m/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.
高中物理动能与动能定理专项训练100(附答案)
一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理
1.如图所示,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:
由牛顿第三定律可得,小物块运动到B点时对圆轨道B点的压力大小为:N′=N=160N
(2)因为小物块恰能通过D点,所以在D点小物块所受的重力等于向心力,即:
可得:vD=2m/s
设小物块落地点距B点之间的距离为x,下落时间为t,根据平抛运动的规律有:
x=vDt,
2R= gt2
解得:x=0.8m
则小物块离开D点后落到地面上的点与D点之间的距离
(1)求右侧圆弧的轨道半径为R;
(2)求小物块最终停下时与C点的距离;
(3)若传送带的速度大小可调,欲使小物块与挡板只碰一次,且碰后不脱离轨道,求传送带速度的可调节范围.
【答案】(1) ;(2) ;(3)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)物块被弹簧弹出,由 ,可知:
因为 ,故物块滑上传送带后先减速物块与传送带相对滑动过程中,
(1)小物块第一次与挡板碰撞前的速度大小;
(2)小物块经过B点多少次停下来,在BC上运动的总路程为多少;
(3)某一次小物块与挡板碰撞反弹后拿走挡板,最后小物块落在D点,已知半球体半径r=0.75m,OD与水平面夹角为α=53°,求小物块与挡板第几次碰撞后拿走挡板?(取 )
【答案】(1)7 m/s;(2)63次24.9m(3)25次
(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) (3)
【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
(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
(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) (2)
【解析】
(1)由碰撞过程动量守恒 则 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 ②
碰撞后两车共同向前滑动,动能变化 ③
【解析】
试题分析:小物块从开始运动到与挡板碰撞,重力、摩擦力做功,运用动能定理。求小物块经过B点多少次停下来,需要根据功能转化或动能定理求出小物块运动的路程,计算出经过B点多少次。小物块经过平抛运动到达D点,可以求出平抛时的初速度,进而求出在BC段上运动的距离以及和当班碰撞的次数。
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