江苏省2019版高中物理学业水平测试复习 第七章 机械能守恒定律 第18讲 动能 动能定理 训练二 动能定理的综合应用对点练 必修2.doc

训练二动能定理的综合应用1(2016连云港学测模拟)如图1所示，从距地面高h5 m的A点以一定的初速度水平抛出一金属小球，抛出点与落地点的水平距离x10 m，g取10 m/s2，金属小球所受空气阻力忽略不计图1(1)求小球在空中的运动时间；(2)求小球的初速度大小；(3)现将一个质量为0.1 kg的塑料球从A点以跟金属小球相同的初速度抛出，测得落地时的速度大小为12 m/s，求该过程塑料球克服空气阻力所做的功2(2017江苏学测)地铁车站的轨道往往建得高些如图2所示，列车从A到O的进站过程中，在平直轨道的A处关闭发动机，“冲”到站台的O处停下来进站上坡过程中，列车的一部分动能转化为重力势能列车开启发动机从O到B的出站过程中，重力势能可转化为列车的动能被再次利用，从而达到节约能源的目的设坡高为h，列车的质量为m，经过A、B时的速度大小均为v0，不计空气阻力，重力加速度为g.图2(1)求列车经过A时的动能Ek；(2)求列车进站过程中损失的机械能E；(3)通过计算求与没有坡的情形相比，列车从A到B的过程中牵引力少做的功W.(假设在没有坡和有坡的两种情形下，列车出站过程克服摩擦力所做的功相等)3(2017南京学测模拟)体育课上同学们进行一项抛球入框游戏，球框(框壁厚度忽略不计)紧靠竖直墙壁放在水平地面上，如图3所示，某同学将球(可视为质点)正对竖直墙壁水平抛出并投入框中球框高度和宽度均为L，球的抛出点离地面的高度3L，离墙壁的水平距离5L.球与墙壁碰撞前后水平速度大小相等、方向相反，竖直速度不变已知球的质量为m，重力加速度为g，空气阻力不计求：图3(1)为使球落入框中，球抛出时的最小速度；(2)球刚落到框底时的最小动能；(3)为使球落入框中，球与墙壁碰撞的最高点离地面的高度4(2017届苏州模拟)如图4所示，半径R1.25 m的光滑圆弧轨道AB竖直固定，其末端B切线水平，并与水平传送带相连，已知小滑块(可视为质点)的质量为m0.5 kg，滑块与传送带间的动摩擦因数0.1，传送带BC的长度为s1.5 m，a、b两轮半径r0.4 m，当传送带静止时，用F4 N的水平拉力将滑块从C端由静止开始向左拉动(g取10 m/s2)图4(1)若滑块到达B端时撤去拉力F，则滑块沿弧形轨道上升的最大高度为多少？(2)问题(1)中的滑块，从最大高度沿弧形轨道再滑回B端时，轨道对滑块的支持力多大？(3)若a、b两轮以角速度15 rad/s顺时针转动，滑块在水平拉力F作用下从C点由静止开始移动一段水平距离后撤去，滑块到达光滑曲面某一高度而下滑时，为使滑块能在b轮最高点C离开传送带飞出，则拉力F作用的最短距离需多大？答案精析1见解析解析(1)由hgt2得，t，t1 s.(2)xv0t，解得v010 m/s.(3)由动能定理可知mghWfmv2mv02得Wfmghmv02mv2即Wf2.8 J.2见解析解析(1)根据动能的定义有Ekmv02.(2)根据功能关系，除重力之外的其他力做功等于机械能的变化量，所以Emv02mgh.(3)没有坡时，牵引力做功W，牵引力只在出站过程中做功，则出站过程中根据动能定理WWfmv020有坡时，牵引力做功W，出站过程中根据动能定理WmghWfmv020列车从A到B的过程中牵引力少做的功WWWmgh.3(1)2(2)5mgL(3)L解析(1)球落入框左侧上边缘时抛出的速度最小h2Lgt2x4Lv0tv02(2)以v0抛出时，落到框底的动能最小，由动能定理有mg3LEkmv02Ek5mgL.(3)根据对称性，x6L，h2Lh2Lgt2x6Lvtv3从抛出到与墙碰撞的时间为t，x5Lvt，t，hgt2L则离地面的高度h3LhL.4(1)1.05 m(2)13.4 N(3)0.25 m解析(1)由C至最高点，根据动能定理有：WFWGWfEkEk00，即Fsmghmgs0，代入数据解得h1.05 m.(2)滑块从最大高度滑回B点过程中，根据动能定理有mghmvB20，在B点有FNBmgm，联立得FNBmg2mg13.4 N(3)根据题意，滑块要从b轮最高点C离开传送带飞出，则滑块运动至C点的速度最小为mgm，即vC m/s2 m/s.由于传送带的速度v带r6 m/s，滑块在B点的速度0vB，要使滑块从C点以2 m/s的速度飞出，可分析出，滑块在传送带上从B到C做匀加速运动，根据牛顿第二定律，可得加速度ag1 m/s2，为了使滑块运动到C点时速度大于2 m/s，则B点的速度最小为vBmin，由vC2vBmin22as，代入数据可得vBmin1 m/s，设拉力F作用的最短距离为x，则根据动能定理得FxmgsmvBmin20，代入数据可得x0.25 m.