2023-2024年高考物理训练动能定理计算题+专项训练

动能定理专项训练4.如图所示，弧形轨道与半径为/•的圆轨道在8点相连，固定在竖直面内。质量为m的小球由圆弧轨道上离水

平面高力=47•处的4点无初速释放，重力加速度为g。

1.如图所示，质量〃?=50kg的跳水运动员从距水面高/?=10m的跳台上以％=5m/s的速度斜向上起跳，最终落

(1)若所有轨道均光滑，求小球通过圆轨道最高点C时的速度大小I”

入水中。若忽略运动员的身高，不考虑空气阻力。取g=IOm/s、求:

(2)若轨道粗糙，小球从A点无初速释放，恰好能通过圆轨道最高点C,求小球从A到。克服摩擦力做的功吗。

(1)运动员在跳台上时具有的重力势能(以水面为参考平面)；

(2)运动员从跳台到入水过程中重力所做的功；

(3)运动员入水时的速度大小。

5.如图所示，粗糙水平面与光滑斜面在。点处相连，物体通过。点时速度大小不变。•个质量为〃?=1kg的物体,

由静止从光滑斜面上的A点自由释放，做初速度为零的匀加速直线运动，经过。点进入水平面，到达8点停止运

2.如图，是竖直面内的固定轨道，曲水平且粗糙，长度为2&反是半径为R的四分之一的光滑圆弧，与必

动。已知A点与水平面高度差”=20cm,斜面倾角53度，物体与水平面间动摩擦因数为0.5,求:

相切于b点。•质量为〃尸2kg的小球以5m/s的速度从a运动到c点的速度为InVs,轨道半径R=0.4m。

(1)经过C点的速度，从A到C所用的时间;

(I)小球在8点时的速度大小？

(2)如果从B点施加一个水平推力凡到。点撤去凡物体由于惯性恰好能到A点，求力产。

(2)小球在6点时刻轨道的正压力？A

(3)小球从a点运动到匕点克服摩擦力做的功？

〃=20cm

53°

6.滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。图中ABC。为滑板的运动轨JI，AB和CO是两段与水

3.如图所示，斜面AC长L=lm,倾角8=37。，8段为与斜面平滑连接的水平地面。•个质量为〃1=2kg的小

平面夹角均为。的光滑的斜面，底部与水平面平滑相接，粗糙水平段BC的长度A=5nu一运动员从尸点以vo=6nVs

物块从斜面顶端A由静止开始滑下，小物块与斜面、地面间的动摩擦因数均为4=0.5。不计空气阻力，g=10m/s2,的初速度下滑，经BC后冲上CO轨道，达到Q点时速度减为零。已知运动员连同滑板的质量〃?=70kg,h=2m,

sin370=0.6.cos370=0.8。求：H=3m,g取10m*,求：(结果可带根号)

(1)小物块在斜而上运动时的加速度。是多大;(1)运动员第一次经过8点和C点的速度1知vc：

(2)小物块滑到斜面底端C时的速度V是多大;(2)滑板与8c之间的动摩擦因数"；

(3)小物块在水平地面上滑行的最远距离力(3)运动员最后静止的位置与B点之间的距离

B

7.如图甲所示，在水平路段A8上有一质量为2xl（Pkg的汽车（可视为质点），正以10m/s的速度向右匀速运动，2

发生改变，忽略空气阻力，sin37°=0.6,cos37°=0.8,^=10m/se求:

汽车前方的水平路段较粗糙，汽车通过整个A8C路段的X图像如图乙所示（在Z=15s处水平虚线与曲线相切），

（1）游客到达斜面底端。时重力的瞬时功率；

运动过程中汽车发动机的输出功率保持2OkW不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力（含地面摩擦力和空气阻

（2）游客达3点时，对圆弧轨道的压力大小：

力等）各自有恒定的大小，求：|v/（ms-1）

（3）从8到£的过程中，摩擦力对旅客做的功。

（1）汽车在A8路段上运动时所受阻力力的大小：

（2）汽车刚好开过8点时加速度。的大小：金酷

，，，，，，，，，，，，，，＞—1AliA

ABC051015〃s

（3）8。路段的长度。甲乙

10.如图所示，光滑水平轨道与竖直面内的粗糙倾斜轨道平滑衔接，•个质量/〃=2kg的小物块在A处压缩•轻

质弹簧，弹簧与小球不拴接。用手挡住小物块不动，此时弹簧弹性势能昂=36J,放手后小物块向右运动脱离弹簧,

沿倾斜轨道向上运动到最高点C已知。点离水平轨道的高度历=lm,斜面轨道的倾斜角度为生37。，不计空气

8.如图所示，固定的滑板轨道尸Q为竖直平面内的四分之•光滑的圆弧，固定的水平轨道O尸粗糙且与圆弧尸。在

阻力及小物块经过8点的机械能损失，g取lOm/s?,求:

P点相切。一个质量为的运动员（可视为质点）以初动能E冲上静止在。点的滑板（可视为质点，质量不计），

（1）小物块与粗糙倾斜轨道间的动摩擦因数〃；

沿着轨道运动，由QP弧滑下后停在水平轨道的中点。已知滑板与水平轨道间的动摩擦因数为〃，重加速度

（2）小物块第二次滚上斜面的最大高度生。

为g，（不计空气阻力）求：Q\---------------•

（1）水平轨道OP的长度。\

（2）为了保证运动员不从轨道的。端离开轨道，圆弧轨道的半径至j去

/777777777^T^7777777777777^^^

少多大。PQYT777-T77

（3）若圆弧轨道的半径取第（2）问计算出的最小值，增大运动员的初动能，使得运动员冲上轨道后可以达到最

大高度是1.57?,试求运动员的初动能并分析运动员能否停在水平轨道上。如果能，将停在何处？如果不能，将以

多大速度离开水平轨道？

11.如图，轨道A8C固定在竖直平面内，A5为直线，倾带。=60。，为•段圆弧，。为圆心，圆弧的半径A=5m,

C为圆弧的最高点，直线A3与圆弧相切于B点，A点距离地面的高度为〃=10m。一质量为，”=2kg的物体（可

视为质点）从A点由静止开始沿着轨道下滑。已知物体与轨道A8之间的动摩擦因数为〃=等，圆弧BC光滑，g

取10m/s工在物体运动过程中，求：物体对圆弧轨道8点压力的大小；一A

9.如图I所示，“滑草”是最近几年比较流行的运动项目，为保证安全，现在有的滑草场修建如图2所示模型。

斜面滑道CD与水平地面AB的夹角6=37。，在底端右侧有一半径R=1m的1竖直圆弧轨道BE与AB相切，B

为切点。其中。的长度L=125m,D3之间距离/=5m。一个质量，〃=60kg的游客（可视为质点）从C点由静止

开始下滑，恰好到达E点。游客与倾斜直轨道和水平轨道的动摩擦因数均为〃=0.7,且经过。、8两点时速率不

试卷第2页，共2页

参考答案：

1.(1)5000J；(2)5000J；(3)15m/s

【详解】(1)以水面为参考平面，运动员在跳台上时具有的重力势能为

Ep=mgh=50x10x10J=5000J

(2)运动员从跳台到入水过程中重力所做的功为

W=皿=50*10x10J=5000J

(3)根据动能定理可得

W=—1tnv2--1mVg2

解得运动员入水时的速度大小为

v=15m/s

2.(1)3m/s；(2)65N,方向竖直向下；(3)16J

【详解】Q)从8点运动到c点，由动能定理得

D1212

—mgR=—tnvc——mvh

解得

vh=3m/s

(2)小球在力点时，由牛顿第二定律得

"-mg=m±

IX

解得

FN=65N

由牛顿第三定律得，小球在b点时对轨道的正压力

&'=65N

方向竖直向下。

(3)设小球从〃点运动到6点克服摩擦力做的功为W,由动能定理得

1719

-W=—mvb——mva

解得

W=\6J

3.(1)a=2m/s2；(2)v=2m/s；(3)x=0.4m

【详解】(1)对小物块受力分析，受重力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律可得

mgsin，一jLimgcos0=tna

解得

a=2m/s2

答案第3页，共6页

方向沿斜面向下

(2)从A到C的过程中，根据动能定理可知

mgLsin0-jumgcos6.L=；mv2

解得

v=2in/s

(3)小物块在地面上最终静止，小物块在水平地面上滑行的最远距离x,则根据动能定理

可得

mgLsin。一jumgcos0L-pmgx=0

解得

x=0.4m

__3

4.(1)2y[gr；(2)3mgr

【详解】(1)从A到C对小球用动能定理

,12

mg(h-2r)=—mv

解得

v=2y[gr

(2)恰好通过C点，在C点处重力充当向心力

mv2

mg=----

r

从A到C对小球用动能定理

/\1

mg^h-2r)-Wf=—mv

解得

TIZ3

Wf=—mgr

5.(1)2m/s,0.25s；(2)ION

【详解】(1)由动能定理可得

-mgH=0-;mv^

解得

vc=2m/s

由

r一"

答案第2页，共6页

H

X4r-

°sin53°

解得

，=0.25s

(2)物体由A到8的过程

mgH=/JmgxBC

物体由B到A的过程

FxBC=mgH+/jmgxBC

解得

F=2jumg=10N

6.(1)2Mm/s,2V15m/s；(2)0.16；(3)3.75m

【详解】(1)以水平轨道BC所在水平面为零势能面，运动员从P点滑至B点的过程，由动

能定理得

h.\12

mg----sin〃n=—znv2n——mv

sin。220

代入数据解得

vB=2\/19m/s

运动员由C点到。点的过程，由动能定理有

1H.

——mv2=-mg----sin”n

2scin。

代入数据解得

vc=2A/15ITI/S

(2)运动员由B点滑至C点的过程中，由动能定理有

代入数据解得

4=0.16

(3)设运动员在3c轨道上滑行的总路程为对从P点到静止的整个过程，由动能定理有

h.c1)

mg----7gs=n0——mv~

sin。2

代入数据解得

s=23.75m=4£+3.75m

故运动员最后静止的位置与B点之间的距离

x=3.75m

7.(1)2000N；(2)lm/s2；(3)68.75m

【详解】(1)汽车在AB路段做匀速直线运动，根据平衡条件，有

答案第3页，共6页

解得

/=2000N

(2)Ul5s时汽车处于平衡状态，有

用"

P=F2V2

解得

f2=4000N

刚好开过8点时汽车的牵引力仍为B,根据牛顿第二定律，有

f2-Ft=ma

解得

tz=lm/s2

(3)对于汽车在BC路段运动，由动能定理得

D,1212

解得

5=68.75m

2EFE

8.(1)-——；(2)-—；(3)运动员最终停在水平轨道OP上，距。点^——处

3jLimg3侬6川ng

【详解】(1)设水平轨道OP长为L,运动员最终停在OP的中点，在此过程中，由动能定

理得

-pmg^L+^L^=-E

解得

L=H

3"mg

(2)若运动员刚好到达。处，速度为0,由动能定理可得

一jumgL-mgR=-E

解得

p

则圆弧轨道的半径至少为L。

3mg

(3)设运动员以初动能£冲上轨道，可以达到最大高度是1.5R,由动能定理得

答案第2页，共6页

-/jmgL-1.5mgR=-E'

解得

运动员滑回P点时的动能为

E

Ep=1.5mgR=—

由于

口,r2c.

Ev<pmgL=-E

故运动员将停在轨道上，设运动员停止处到。点的距离为x,由动能定理得

-jumg(L-x)=-Ep

解得

E

x=--------

6Hmg

9.(1)3600W；(2)2400N；⑶-300J

【详解】(1)游客从C到。过程，根据动能定理可得

12

mgLsin0-pmgcos0-L=—mv^-0

解得

vD=1Om/s

游客到达斜面底端。时重