高中物理动能定理的综合应用模拟试题 12页

高中物理动能定理的综合应用模拟试题 一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用 1．由相同材料的细杆搭成的轨道如图所示，其中细杆 AB 、 BC 、 CD 、 DE 、 EF ⋯⋯长 均为 1.5mL ，细杆 OA 和其他细杆与水平面的夹角都为 37 sin37 0.6,cos37 0.8 ，一个可看成质点的小环套在细杆 OA 上从图中离轨 道最低点的竖直高度 1.32mh 处由静止释放，小环与细杆的动摩擦因数都为 0.2 ， 最大静摩擦力等于相同压力下的滑动摩擦力，在两细杆交接处都用短小曲杆相连，不计动 能损失，使小环能顺利地经过，重力加速度 g 取 2 10m / s ，求： (1)小环在细杆 OA 上运动的时间 t ； (2)小环运动的总路程 s ； (3)小环最终停止的位置。 【答案】 (1)1s；(2)8.25m ；(3)最终停在 A 点 【解析】 【分析】 【详解】 (1)因为 sin cosmg mg＞ ，故小环不能静止在细杆上，小环下滑的加速度为 2sin cos 4.4m/smg mga m 设物体与 A 点之间的距离为 0L ，由几何关系可得 0 2.2m sin37 hL 设物体从静止运动到 A 所用的时间为 t，由 2 0 1 2 L at ，得 1st (2)从物体开始运动到最终停下的过程中，设总路程为 s，由动能定理得 cos37 0 0mgh mgs－ － 代入数据解得 s=8.25m (3)假设物体能依次到达 B 点、 D 点，由动能定理有 2 0 1( sin37 ) cos37 ( ) 2 Bmg h L mg L L mv－ － 解得 2 0Bv 说明小环到不了 B 点，最终停在 A 点处 2．为了研究过山车的原理，某物理小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为 θ=60°、长为 L1=2 3 m 的倾斜轨道 AB，通过微小圆弧与长为 L2= 3 2 m 的水平轨道 BC相 连，然后在 C 处设计一个竖直完整的光滑圆轨道，出口为水平轨道上 D 处，如图所示 .现将 一个小球从距 A 点高为 h=0.9m 的水平台面上以一定的初速度 v0 水平弹出，到 A 点时小球 的速度方向恰沿 AB 方向，并沿倾斜轨道滑下 .已知小球与 AB 和 BC间的动摩擦因数均为 μ= 3 3 ，g 取 10m/s 2. （1）求小球初速度 v0 的大小； （2）求小球滑过 C点时的速率 vC； （3）要使小球不离开轨道，则竖直圆弧轨道的半径 R 应该满足什么条件？ 【答案】 （1） 6 m/s（2） 3 6 m/s （3）0