3年高考（浙江专用）高三物理一轮复习 第5章 第2讲 动能定理及其应用练习.doc

【3年高考】（浙江专用）2016届高三物理一轮复习 第5章 第2讲 动能定理及其应用练习1.(2014福建理综,21,19分)图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图,整个轨道在同一竖直平面内,表面粗糙的ab段轨道与四分之一光滑圆弧轨道bc在b点水平相切。点a距水面的高度为h,圆弧轨道bc的半径为r,圆心o恰在水面。一质量为m的游客(视为质点)可从轨道ab的任意位置滑下,不计空气阻力。(1)若游客从a点由静止开始滑下,到b点时沿切线方向滑离轨道落在水面d点,od=2r,求游客滑到b点时的速度vb大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功wf;(2)若游客从ab段某处滑下,恰好停在b点,又因受到微小扰动,继续沿圆弧轨道滑到p点后滑离轨道,求p点离水面的高度h。(提示:在圆周运动过程中任一点,质点所受的向心力与其速率的关系为f向=m)2.(2012四川理综,24,19分)如图所示,abcd为固定在竖直平面内的轨道,ab段光滑水平,bc段为光滑圆弧,对应的圆心角=37,半径r=2.5 m,cd段平直倾斜且粗糙,各段轨道均平滑连接,倾斜轨道所在区域有场强大小为e=2105 n/c、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。质量m=510-2 kg、电荷量q=+110-6 c的小物体(视为质点)被弹簧枪发射后,沿水平轨道向左滑行,在c点以速度v0=3 m/s冲上斜轨。以小物体通过c点时为计时起点,0.1 s以后,场强大小不变,方向反向。已知斜轨与小物体间的动摩擦因数=0.25。设小物体的电荷量保持不变,取g=10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8。(1)求弹簧枪对小物体所做的功;(2)在斜轨上小物体能到达的最高点为p,求cp的长度。3.(2012江苏单科,14,16分)某缓冲装置的理想模型如图所示,劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连,轻杆可在固定的槽内移动,与槽间的滑动摩擦力恒为f。轻杆向右移动不超过l时,装置可安全工作。一质量为m的小车若以速度v0撞击弹簧,将导致轻杆向右移动。轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计小车与地面的摩擦。(1)若弹簧的劲度系数为k,求轻杆开始移动时,弹簧的压缩量x;(2)求为使装置安全工作,允许该小车撞击的最大速度vm;(3)讨论在装置安全工作时,该小车弹回速度v和撞击速度v的关系。1.答案(1)-(mgh-2mgr)(2)r解析(1)游客从b点做平抛运动,有2r=vbtr=gt2由式得vb=从a到b,根据动能定理,有mg(h-r)+wf=m-0由式得wf=-(mgh-2mgr)(2)设op与ob间夹角为,游客在p点时的速度为vp,受到的支持力为n,从b到p由机械能守恒,有mg(r-r cos )=m-0过p点时,根据向心力公式,有mg cos -n=mn=0cos =由式解得h=r2.答案(1)0.475 j(2)0.57 m解析(1)设弹簧枪对小物体做功为wf,由动能定理得wf-mgr(1-cos )=m代入数据得wf=0.475 j(2)取沿平行斜轨向上为正方向。设小物体通过c点进入电场后的加速度为a1,由牛顿第二定律得-mg sin -(mg cos +qe)=ma1小物体向上做匀减速运动,经t1=0.1 s后,速度达到v1,有v1=v0+a1t1由可知v1=2.1 m/s,设运动的位移为s1,有s1=v0t1+a1电场力反向后,设小物体的加速度为a2,由牛顿第二定律得-mg sin -(mg cos -qe)=ma2设小物体以此加速度运动到速度为0,运动的时间为t2,位移为s2,有0=v1+a2t2s2=v1t2+a2设cp的长度为s,有s=s1+s2联立相关方程,代入数据解得s=0.57 m3.答案见解析解析(1)轻杆开始移动时,弹簧的弹力f=kx且f=f解得x=(2)设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为w,则小车从撞击到停止的过程中由动能