物理人教版 (2019)3 动能和动能定理同步达标检测题

这是一份物理人教版 (2019)3 动能和动能定理同步达标检测题，共9页。试卷主要包含了如图，半径R=0，25等内容，欢迎下载使用。

（1）求运动员在AB段下滑时受到阻力Ff的大小；
（2）若运动员能承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大．
2．单板滑雪U型池如图所示，由两个完全相同的1/4圆弧滑道AB、CD和水平滑道BC构成，圆弧滑道的半径R=4m，B、C分别为圆弧滑道的最低点，B、C间的距离s=7．5m，假设某次比赛中运动员经过水平滑道B点时水平向右的速度v0=16m/s，运动员从B点运动到C点所用的时间t＝0．5s，从D点跃起时的速度vD=8 m/s．设运动员连同滑板的质量m=50kg，忽略空气阻力的影响，已知圆弧上A、D两点的切线沿竖直方向，重力加速度g取10m/s2．求：
（1）运动员在B点对圆弧轨道的压力．
（2）运动员从D点跃起后在空中完成运动的时间．
（3）运动员从C点到D点运动的过程中克服摩擦阻力所做的功．
3．如图所示，所有轨道均光滑，轨道AB与水平面的夹角θ=370，A点距水平轨道的高度为H=1．8m；一无动力小滑车质量为m=1．0kg，从A点沿轨道由静止滑下，经过水平轨道BC再滑入圆形轨道内侧，圆形轨道半径R=0．5m，通过圆形轨道最高点D然后从水平轨道E点飞出，E点右侧有一壕沟，E、F两点的竖直高度差h=1．25m，水平距离s=2．6m．不计小滑车通过B点时的能量损失，小滑车在运动全过程中可视为质点，g=10m/s2，sin37°=0．6，cs37°=0．8，求：
（1）小滑车从A滑到B所经历的时间；
（2）在圆形轨道最高点D处小滑车对轨道的压力大小；
（3）要使小滑车既能安全通过圆形轨道又不掉进壕沟，则小滑车至少应从离水平轨道多高的地方由静止滑下？
4．如图所示，倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R=0．4m的光滑半圆轨道BC平滑相连，O为轨道圆心，BC为圆轨道直径且处于竖直方向，A、C两点等高．质量m=1kg的滑块从A点由静止开始下滑，恰能滑到与O等高的D点，g取10m/s2，sin37°=0．6，cs37°=0．8．
（1）求滑块与斜面间的动摩擦因数μ；
（2）若使滑块能到达C点，求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值；
（3）若滑块离开C处的速度大小为4m/s，求滑块从C点飞出至落到斜面上的时间t．
5．如图所示，一粗糙斜面AB与光滑圆弧轨道BCD相切，C为圆弧轨道的最低点，圆弧BC所对圆心角θ=37°。已知圆弧轨道半径为R＝0．5m，斜面AB的长度为L＝2．875m。质量为m＝1kg的小物块（可视为质点）从斜面顶端A点处由静止开始沿斜面下滑，从B点进入圆弧轨道运动恰能通过最高点D。sin37°＝0．6，cs37°＝0．8，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）物块经C点时对圆弧轨道的压力Fc；
（2）物块与斜面间的动摩擦因数μ。
6．如图，半径R=0．5m的光滑圆弧轨道ABC与足够长的粗糙轨道CD在C处平滑连接，O为圆弧轨道ABC的圆心，B点为圆弧轨道的最低点．半径OA、OC与OB的夹角分别为53°和37°．将一个质量m=0．5kg的物体（视为质点）从A点左侧高为h=0．8m处的P点水平抛出，恰从A点沿切线方向进入圆弧轨道．已知物体与轨道CD间的动摩擦因数μ=0．8，重力加速度g=l0m/s2，sin37°=0．6，cs37°=0．8，求：
（1）物体水平抛出时的初速度大小v0；
（2）物体经过B点时，对圆弧轨道压力大小FN；
（3）物体在轨道CD上运动的距离x
7．如图所示，QB段是半径为R＝1m的光滑圆弧轨道，AQ段是长度为L＝1m的粗糙水平轨道，两轨道相切于Q点，Q在圆心O的正下方，整个轨道位于同一竖直平面内．物块P的质量m＝1kg（可视为质点），P与AQ间的动摩擦因数μ＝0．1，若物块P以速度v0从A点滑上水平轨道，到C点又返回A点时恰好静止．（取g＝10m/s2）求：
（1）v0的大小；
（2）物块P第一次刚通过Q点时对圆弧轨道的压力．
8．如图所示，从高台边A点以某速度水平飞出的小物块（可看做质点），恰能从固定在某位置的光滑圆弧轨道CDM的左端C点沿圆弧切线方向进入轨道。圆弧轨道CDM的半径R=0．5m，O为圆弧的圆心，D为圆弧最低点，C、M在同一水平高度，OC与CM夹角为37°，斜面MN与圆弧轨道CDM相切与M点，MN与CM夹角53°，斜面MN足够长，已知小物块的质量m=3kg，第一次到达D点时对轨道的压力大小为78N，与斜面MN之间的动摩擦因数，小球第一次通过C点后立刻装一与C点相切且与斜面MN关于OD对称的固定光滑斜面，取重力加速度，sin37°=0．6，cs37°=0．8，不考虑小物块运动过程中的转动，求：
（1）小物块平抛运动到C点时的速度大小；
（2）A点到C点的竖直距离；
（3）小物块在斜面MN上滑行的总路程。
参考答案
1．（1）144N（2）12．5m
【解析】
试题分析：（1）运动员在AB上做初速度为零的匀加速运动，设AB的长度为x，斜面的倾角为α，则有
vB2 =2ax
根据牛顿第二定律得 mgsinα﹣Ff=ma 又 sinα=
由以上三式联立解得 Ff=144N
（2）设运动员到达C点时的速度为vC，在由B到达C的过程中，由动能定理有
mgh+W=mvC2-mvB2
设运动员在C点所受的支持力为FN，由牛顿第二定律得 FN﹣mg=m
由运动员能承受的最大压力为其所受重力的6倍，即有 FN=6mg 联立解得 R=12．5m
考点：牛顿第二定律；动能定理
【名师点睛】本题中运动员先做匀加速运动，后做圆周运动，是牛顿第二定律、运动学公式、动能定理和向心力的综合应用，要知道圆周运动向心力的来源，涉及力在空间的效果，可考虑动能定理。
2．（1）3700N（2）1．6s（3）
【解析】
试题分析：（1）由知N=3700N
由牛顿第三定律知，压力为3700N
（2）运动员从D点跃起后在空中做竖直上抛运动，设运动员上升的时间为，
运动员在空中完成动作的时间
（3）运动员从B点到C点，做匀变速直线运动，运动过程的平均速度
解得运动员到达C点时的速度=14m/s
运动员从C点到D点的过程中，克服摩擦力和重力做功，根据动能定理
代入数值解得
考点：考查了圆周运动，牛顿第二定律，动能定理
【名师点睛】本题综合考查了动能定理、牛顿第二定律，涉及到圆周运动运动，匀变速直线运动，竖直上抛运动，综合性较强，难度中等．
【答案】（1）1s （2）22N （3）1．35m
【解析】
试题分析：（1）滑块在斜面的加速度由牛顿第二定律可得：a=gsinθ
AB之间的距离为：
由位移公式得：x＝at2
代入数据解得：t=1s
（2）小滑车由A到D过程由动能定理得：mg（H−2R）＝mvD2
在D点由牛顿第二定律有：
代入数据解得FN=22N
由牛顿第三定律知小滑车对轨道的压力为22N
（3）小滑车要能安全通过圆形轨道，在平台上速度至少为v1，
则由动能定理得：mvD2+mg（2R）＝mv12
由重力提供向心力有：
小滑车要能越过壕沟，小滑车做平抛，在平台上速度至少为v2，则
竖直方向上：h＝gt2
水平方向上：s=v2t
因为v2＞v1，所以只要mgH＝mv22
代入数据联立解得：H=1．35m
考点：牛顿第二定律；动能定理的应用
【名师点睛】选取研究过程，运用动能定理解题．动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动．知道小球恰能通过圆形轨道的含义以及要使小球不能脱离轨道的含义．解第（2）时解出来的是轨道对小滑车的弹力，需要用牛顿第三定律说明，这是容易忽略的地方。
4．（1）0．375 （2） （3）0．2s
【解析】
试题分析：（1）滑块由A到D过程，根据动能定理，
有： （3分）
代入数据解得： （1分）
（2）若使滑块能到达C点，根据牛顿第二定律： （1分）
代入数据解得： （1分）
从A到C的过程列动能定理: （1分）
代入数据解得： ，所以初速度v0的最小值为。 （1分）
（3）滑块离开C后做平抛运动，
水平方向： （1分）
竖直方向： （1分）
水平竖直位移间的关系： （1分）
代入后化简得:
解得： （1分）
考点：平抛运动、动能定理
【名师点睛】本题主要考查了平抛运动、动能定理。滑块恰能滑到与O等高的D点，速度为零，对A到D过程，运用动能定理列式可求出动摩擦因数μ．滑块恰好能到达C点时，由重力提供向心力，根据牛顿第二定律列式可得到C点的速度范围，再对A到C过程，运用动能定理求初速度v0的最小值．离开C点做平抛运动，由平抛运动的规律和几何知识结合求时间。
5．（1）60N （2）0．25
【解析】
试题分析：（1）由题意知小物体沿光滑轨道从C到D且恰能通过最高点，由牛顿运动定律和动能定理有：…①
从C到D由动能定理可得 −mg•2R＝mvD2−mvC2…②
由牛顿第二定律可知…③
FC=F′C…④
联解①②③④并代入数据得：FC=60N…⑤
（2）对小物块从A经B到C过程，由动能定理有：
mg[Lsinθ+R（1−csθ0）]−μmgcsθ•L＝mvC2−0…⑥
联解①②⑥并代入数据得：μ=0．25
考点：动能定理；牛顿定律的应用
【名师点睛】本题主要考查了牛顿第二定律与动能定理，解题的关键是搞清物体运动的物理过程，分析临界状况的条件，选择合适的物理规律列方程求解。
6．（1）3m/s；（2）34N；（3）1．09m
【解析】
试题分析：（1）物体在抛出后竖直方向做自由落体运动，竖直方向：物体恰从A点沿切线方向进入圆弧轨道，则：
得：
（2）物体到达A点的速度：
A到B的过程中机械能守恒，得：mv2+mgR（1−cs53°）＝mvB2
代入数据得：
物体在B点受到的支持力与重力的合力提供向心力，则：
得：FN=34N；
（3）B到C的过程中机械能守恒，得：mvC2+mgR（1−cs37°）＝m vB2
得：
物体在斜面CD上受到的摩擦力：f=μmgcs37°=0．8×0．5×10×0．8N=3．2N
设物体在轨道CD上运动的距离x，则：−fx−mg•xsin37°＝0−mvC2
解得：x=1．09m；
考点：机械能守恒定律；牛顿定律的应用
【名师点睛】本题关键是分析清楚物体的运动情况，然后根据动能定理、平抛运动知识、能量守恒定理解题。
7．（1）2m/s（2）12N
【解析】
试题分析：（1）物块P从A到C又返回A的过程中，由动能定理
－μmg·2L＝0－mveq \\al(2,0)
解得
（2）设物块P第一次刚通过Q点时的速度为v，在Q点轨道对P的支持力为FN，由动能定理和牛顿第二定律有：
－μmgL＝mv2－mveq \\al(2,0)
解得：FN＝12N
由牛顿第三定律可知，物块P第一次刚通过Q点时对圆弧轨道的压力大小为12N，方向竖直向下。
考点：动能定理; 牛顿第二定律
【名师点睛】题主要考查了动能定理及牛顿第二定律的灵活运用，关键是搞清物体运动的物理过程；此题是中等题。
8．（1）2m/s（2）0．128m（3）1m
【解析】
试题分析：（1）在D点，支持力和重力的合力提供向心力，则有：
解得vD2＝8（m/s）2
从C点到D点，动能定理：
解得vC＝2m/s
（2）平抛运动C点的竖直分速度vcy＝vccs37°
A点到C点的竖直距离y＝
解得y＝0．128m
（3）最后物体在CM之间来回滑动，且到达M点时速度为零，对从D到M过程运用动能定理得：
代入数据并解得：s总＝1m
考点：考查了圆周运动，动能定理，
【名师点睛】应用动能定理应注意的几个问题
（1）明确研究对象和研究过程，找出始末状态的速度。
（2）要对物体正确地进行受力分析，明确各力做功的大小及正负情况（待求的功除外）。
（3）有些力在物体运动过程中不是始终存在的。若物体运动过程中包括几个阶段，物体在不同阶段内的受力情况不同，在考虑外力做功时需根据情况区分对待