发布时间 : 星期三 文章高中物理动能定理的综合应用答题技巧及练习题(含答案)更新完毕开始阅读69f23798930ef12d2af90242a8956bec0975a586
高中物理动能定理的综合应用答题技巧及练习题(含答案)
一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用
1．一辆汽车发动机的额定功率P=200kW，若其总质量为m=103kg，在水平路面上行驶时，汽车以加速度a1=5m/s2从静止开始匀加速运动能够持续的最大时间为t1=4s，然后保持恒定的功率继续加速t2=14s达到最大速度。设汽车行驶过程中受到的阻力恒定，取g=10m/s2.求：
(1)汽车所能达到的最大速度；
(2)汽车从启动至到达最大速度的过程中运动的位移。 【答案】(1)40m/s；(2)480m 【解析】 【分析】 【详解】
(1)汽车匀加速结束时的速度
v1?a1t1?20m/s
由P=Fv可知，匀加速结束时汽车的牵引力
F1?由牛顿第二定律得
P=1×104N v1F1?f?ma1
解得
f=5000N
汽车速度最大时做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可知， 此时汽车的牵引力
F=f=5000N
由P?Fv可知，汽车的最大速度：
PPv=?=40m/s Ff(2)汽车匀加速运动的位移
x1=
对汽车，由动能定理得
v1t1?40m 21F1x1?Pt2?fs?mv2?0
2解得
s=480m
2．如图所示，人骑摩托车做腾跃特技表演，以1.0m/s的初速度沿曲面冲上高0.8m、顶部水平的高台，若摩托车冲上高台的过程中始终以额定功率1.8kW行驶，经过1.2s到达平台
顶部，然后离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑．A、B为圆弧两端点，其连线水平．已知圆弧半径为R＝1.0m，人和车的总质量为180kg，特技表演的全过程中不计一切阻力(计算中取g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)．求：
(1)人和车到达顶部平台的速度v；
(2)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离x； (3)圆弧对应圆心角?；
(4)人和车运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力． 【答案】（1）3m/s（2）1.2m（3）106°（4）7.74×10N 【解析】 【分析】 【详解】
（1）由动能定理可知：
3
Pt1?mgH? v＝3m/s （2）由H?112mv2?mv0 22122Hgt2,s?vt2可得：s?v?1.2m 2g（3）摩托车落至A点时，其竖直方向的分速度
vy?gt2?4m/s
设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为α，则
4，即α＝53° v3所以θ＝2α＝106° tan???（4）在摩托车由最高点飞出落至O点的过程中，由机械能守恒定律可得：
vy11mg[H?R(1?cos?)]?mv?2?mv2
22v2 在O点：N?mg?mR所以N＝7740N
由牛顿第三定律可知，人和车在最低点O时对轨道的压力为7740N
3．如图所示，AB是竖直面内的四分之一圆弧形光滑轨道，下端B点与水平直轨道相
切．一个小物块自A点由静止开始沿轨道下滑，已知轨道半径为R＝0.2m，小物块的质量为m＝0.1kg，小物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10m/s2.求：
(1)小物块在B点时受到的圆弧轨道的支持力大小； (2)小物块在水平面上滑动的最大距离． 【答案】(1)3N (2)0.4m 【解析】(1)由机械能守恒定律，得
在B点
联立以上两式得FN＝3mg＝3×0.1×10N＝3N. (2)设小物块在水平面上滑动的最大距离为l，
对小物块运动的整个过程由动能定理得mgR－μmgl＝0， 代入数据得
动能定理进行解题．
【点睛】解决本题的关键知道只有重力做功，机械能守恒，掌握运用机械能守恒定律以及
4．如图所示,竖直平面内的轨道由直轨道AB和圆弧轨道BC组成，直轨道AB和圆弧轨道BC平滑连接，小球从斜面上A点由静止开始滑下,滑到斜面底端后又滑上一个半径为
R=0.4m的圆轨道；
（1）若接触面均光滑，小球刚好能滑到圆轨道的最高点C，求斜面高h；
（2）若已知小球质量m=0.1kg，斜面高h=2m，小球运动到C点时对轨道压力为mg，求全过程中摩擦阻力做的功．
【答案】（1）1m；（2） -0.8J； 【解析】 【详解】
（1）小球刚好到达C点,重力提供向心力，由牛顿第二定律得：
v2mg?m
R从A到C过程机械能守恒,由机械能守恒定律得：
mg?h?2R??解得：
12mv, 2h?2.5R?2.5?0.4m?1m；
（2）在C点,由牛顿第二定律得：
2vCmg?mg?m,
R从A到C过程，由动能定理得：
mg?h?2R??Wf?解得：
12mvC?0, 2Wf??0.8J；
5．某人欲将质量m?50kg的货箱推上高h?1.0m的卡车，他使用的是一个长L?5.0m的斜面（斜面与水平面在A处平滑连接）。假设货箱与水平面和斜面的动摩擦因数均为
??0.30。（说明把货箱做质点处理，当sin??0.2时，cos??0.98）
(1)如果把货箱静止放在这个斜面上，则货箱受到的摩擦力多大？
(2)如果用平行于斜面的力在斜面上把货箱匀速向上推，所需的推力是多大？
2(3)如果把货箱放在水平面上的某处，用水平力推力F0?4.0?10N推它并在A处撤去此
力，为使货箱能到达斜面顶端，需从距A点至少多远的地方推动货箱？
【答案】(1)100N；(2)247N；(3)4.94m 【解析】 【分析】 【详解】
(1)如果把货箱静止放在这个斜面上，则货箱受到的摩擦力为静摩擦力，大小为
f?mgsin??50?10?0.2N=100N
(2)如果用平行于斜面的力在斜面上把货箱匀速向上推，所需的推力为
F??mgcos??mgsin??247N
(3)设需从距A点x远的地方推动货箱，则由动能定理
F0x??mgx??mgcos??L?mgh?0