高考物理精做16动能定理的应用大题精做新人教版116Word文件下载.docx

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根据动能定理

解得

【名师点睛】本题的重点的C恰好降落到地面时，B物体受力的临界状态的分析，此为解决第二问的关键，也是本题分析的难点。

2．（2017·

新课标全国Ⅰ卷）一质量为8.00×

104kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面。

飞船在离地面高度1.60×

105m处以7.50×

103m/s的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为100m/s时下落到地面。

取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为9.8m/s2。

（结果保留2位有效数字）

（1）分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；

（2）求飞船从离地面高度600m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。

（1）

（1）4.0×

108J2.4×

1012J

（2）9.7×

108J

（2）飞船在高度h'

=600m处的机械能为⑤

由功能原理得⑥

式中，W是飞船从高度600m处至着地瞬间的过程中克服阻力所做的功。

由②⑤⑥式和题给数据得

W=9.7×

108J⑦

【名师点睛】本题主要考查机械能及动能定理，注意零势面的选择及第

（2）问中要求的是克服阻力做功。

3．（2016·

天津卷）我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。

如图所示，质量m=60kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a=3.6m/s2匀加速滑下，到达助滑道末端B时速度vB=24m/s，A与B的竖直高度差H=48m。

为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧。

助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h=5m，运动员在B、C间运动时阻力做功W=–1530J，取g=10m/s2。

（1）求运动员在AB段下滑时受到阻力Ff的大小；

（2）若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大。

（1）144N

（2）12.5m

【名师点睛】此题是力学综合题，主要考查动能定理及牛顿第二定律的应用；

解题的关键是搞清运动员运动的物理过程，分析其受力情况，然后选择合适的物理规律列出方程求解；

注意第

（1）问中斜面的长度和倾角未知，需设出其中一个物理量。

4．（2016·

浙江卷）在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示。

P是一个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒。

高度为h的探测屏AB竖直放置，离P点的水平距离为L，上端A与P点的高度差也为h。

（1）若微粒打在探测屏AB的中点，求微粒在空中飞行的时间；

（2）求能被屏探测到的微粒的初速度范围；

（3）若打在探测屏A、B两点的微粒的动能相等，求L与h的关系。

（1）打在中点的微粒①

②

（2）打在B点的微粒；

③

④

同理，打在A点的微粒初速度⑤

微粒初速度范围⑥

（3）由能量关系⑦

代入④、⑤式⑧

【名师点睛】此题是对平抛运动的考查；

主要是掌握平抛运动的处理方法，在水平方向是匀速运动，在竖直方向是自由落体运动；

解题时注意找到临界点；

此题难度不算大，意在考查学生对物理基本方法的掌握情况。

5．（2016·

上海卷）风洞是研究空气动力学的实验设备。

如图，将刚性杆水平固定在风洞内距地面高度H=3.2m处，杆上套一质量m=3kg，可沿杆滑动的小球。

将小球所受的风力调节为F=15N，方向水平向左。

小球以初速度v0=8m/s向右离开杆端，假设小球所受风力不变，取g=10m/s2。

（1）小球落地所需时间和离开杆端的水平距离；

（2）小球落地时的动能。

（3）小球离开杆端后经过多少时间动能为78J？

（1）4.8m

（2）120J（3）0.24s

（1）小球在竖直方向做自由落体运动，运动时间为

小球在水平方向做匀减速运动，加速度

水平位移

【名师点睛】首先分析出小球的运动情况，竖直方向自由落体运动，水平方向匀减速直线运动，根据运动情况计算小球运动时间和水平位移；

通过动能定理计算小球落地动能；

通过动能定理和运动学关系计算时间。

6．（2016·

新课标全国Ⅰ卷）如图，一轻弹簧原长为2R，其一端固定在倾角为37°

的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为的光滑圆弧轨道相切于C点，AC=7R，A、B、C、D均在同一竖直平面内。

质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点（未画出），随后P沿轨道被弹回，最高点到达F点，AF=4R，已知P与直轨道间的动摩擦因数，重力加速度大小为g。

（取）

（1）求P第一次运动到B点时速度的大小。

（2）求P运动到Ｅ点时弹簧的弹性势能。

（3）改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放。

已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后，恰好通过G点。

G点在C点左下方，与C点水平相距、竖直相距R，求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量。

（1）

（2）（3）

（1）根据题意知，B、C之间的距离l为l=7R–2R①

设P到达B点时的速度为vB，由动能定理得②

式中θ=37°

，联立①②式并由题给条件得③

（3）设改变后P的质量为m1。

D点与G点的水平距离x1和竖直距离y1分别为⑨

⑩

式中，已应用了过C点的圆轨道半径与竖直方向夹角仍为θ的事实。

设P在D点的速度为vD，由D点运动到G点的时间为t。

由平抛运动公式有

⑪

x1=vDt⑫

联立⑨⑩⑪⑫式得⑬

设P在C点速度的大小为vC。

在P由C运动到D的过程中机械能守恒，有

⑭

P由E点运动到C点的过程中，同理，由动能定理有

⑮

联立⑦⑧⑬⑭⑮式得⑯

【名师点睛】本题主要考查了动能定理、平抛运动、弹性势能。

此题要求熟练掌握平抛运动、动能定理、弹性势能等规律，包含知识点多、过程多，难度较大；

解题时要仔细分析物理过程，挖掘题目的隐含条件，灵活选取物理公式列出方程解答；

此题意在考查考生综合分析问题的能力。

7．（2015·

山东卷）如图甲所示，物块与质量为m的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接。

物块置于左侧滑轮正下方的表面水平的压力传感装置上，小球与右侧滑轮的距离为l。

开始时物块和小球均静止，将此时传感装置的示数记为初始值。

现给小球施加一始终垂直于l段细绳的力，将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成60o角，如图乙所示，此时传感装置的示数为初始值的1.25倍；

再将小球由静止释放，当运动至最低位置时，传感装置的示数为初始值的0.6倍。

不计滑轮的大小和摩擦，重力加速度的大小为g。

（1）物块的质量；

（2）从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服阻力所做的功。

（1）3m

（2）0.1mgl

（1）设物块质量为M，开始时，设压力传感器读数F0，则F0+mg=Mg

当小球被抬高60°

角时，则对小球根据力的平行四边形法则可得：

T=mgcos60°

此时对物块：

1.25F0+T=Mg；

解得：

M=3m；

F0=2mg

（2）当小球摆到最低点时，对物块：

0.6F0+T1=Mg

对小球：

对小球摆到最低点的过程，根据动能定理可知：

，

联立解得：

Wf=0.1mgl

8．（2015·

浙江卷）如图所示，用一块长L1=1.0m的木板在墙和桌面间架设斜面，桌面高H=0.8m，长L2=15m。

斜面与水平桌面的倾角可在0~60°

间调节后固定。

将质量m=0.2kg的小物块从斜面顶端静止释放，物块与斜面间的动摩擦因数，物块与桌面间的动摩擦因数，忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失。

（重力加速度g取10m/s2；

最大静摩擦力等于滑动摩擦力）

（1）求角增大到多少时，物块能从斜面开始下滑；

（用正切值表示）

（2）当增大到37°

时，物块恰能停在桌面边缘，求物块与桌面间的动摩擦因数；

（已知sin37°

=0.6，cos37°

=0.8）

（3）继续增大角，发现=53°

时物块落地点与墙面的距离最大，求此最大距离。

（1）

（2）（3）

（3）由动能定理可得⑥

代入数据得v=1m/s⑦

，t=0.4s⑧

x1=0.4m⑨

9．（2015·

广东卷）如图所示，一条带有圆轨道的长轨道水平固定，圆轨道竖直，底端分别与两侧的直轨道相切，半径R=0.5m，物块A以v0=6m/s的速度滑入圆轨道，滑过最高点Q，再沿圆轨道滑出后，与直轨道上P处静止的物块B碰撞，碰后粘在一起运动，P点左侧轨道光滑，右侧轨道呈粗糙段、光滑段交替排列，每段长度都为L=0.1m，物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为μ=0.1，A、B的质量均为m=1kg（重力加速度g取10m/s2；

A、B视为质点，碰撞时间极短）。

（1）求A滑过Q点时的速度大小v和受到的弹力大小F；

（2）若碰后AB最终停止在第k个粗糙段上，求k的数值；

（3）求碰后AB滑至第n个（n<

k）光滑段上的速度vn与n的关系式。

【答案】⑴v=4m/sF=22N⑵k=45vn=m/s（其中n=1、2、3、·

·

、44）

（2）根据机械能守恒定律可知，物块A与物块B碰撞前瞬间的速度为v0，设碰后A、B瞬间一起运动的速度为v0′，根据动量守恒定律有：

mv0=2mv0′

v0′==3m/s

设物块A与物块B整体在粗糙段上滑行的总路程为s，根据动能定理有：

–2μmgs=0–

s==4.5m

所以物块A与物块B整体在粗糙段上滑行的总路程为每段粗糙直轨道长度的=45倍，即k=45

（3）物块A与物块B整体在每段粗糙直轨道上做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律可知，其加速度为：

a==–μg=–1m/s2

由题意可知AB滑至第n个（n<

k）光滑段时，先前已经滑过n个粗糙段，根据匀变速直线运动速度–位移关系式有：

2naL=–

vn==m/s（其中n=1、2、3、·

10．如图所示为S形玩具轨道，该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的，固定在竖直平面内，轨道弯曲部分是由两个半径相等的半圆连接而成的，圆半径比细管内径大得多，轨道底端与水平地面相切，弹射装置将一个小球（可视为质点）从a点水平射向b点并进入轨道，经过轨道后从p点水平抛出，已知小球与地面ab段间的动摩擦因数μ=0.2，不计其他机械能损失，ab段长L=1.25m，圆的半径R=0.1m，小球质量m=0.01kg，轨道质量为M=0.15kg，g=10m/s2，求：

（1）若v0=5m/s，小球从p点抛出后的水平射程；

（2）若v0=5m/s，小球经过轨道的最高点时，管道对小球作用力的大小和方向；

（3）设小球进入轨道之前，轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力，当v0至少为多大时，轨道对地面的压力为零。

（1）x=0.4m

（2）F=1.1N，方向竖直向下（3）v0=5m/s

【