人教版 (2019)必修 第二册3 动能和动能定理同步训练题

这是一份人教版 (2019)必修 第二册3 动能和动能定理同步训练题，共16页。试卷主要包含了6.7m，1m等内容，欢迎下载使用。

(2)求AB之间的水平距离；
(3)若已知OA段距离足够长，导致货物在碰到A之前已经与货车达到共同速度，则货车的长度是多少?
2．如图所示，半径R=0.5m的光滑圆弧面CDM分别与光滑斜面体ABC和斜面MN相切于C、M点，斜面倾角分别如图所示。O为圆弧圆心，D为圆弧最低点，C、M在同一水平高度．斜面体ABC固定在地面上，顶端B安装一定滑轮， 一轻质软细绳跨过定滑轮（不计滑轮摩擦）分别连接小物块P、Q （两边细绳分别与对应斜面平行），并保持P、Q两物块静止．若PC间距为L1=0.25m，斜面MN足够长，物块P质量m1= 3kg，与MN间的动摩擦因数，重力加速度g=10m/s2求：（ sin37°=0.6，cs37°=0.8）
（1）小物块Q的质量m2；
Q
P
（2）烧断细绳后，物块P第一次到达D点时对轨道的压力大小；
（3）物块P在MN斜面上滑行的总路程．
3．如图所示是某次四驱车比赛的轨道某一段．张华控制的四驱车（可视为质点），质量 m=1.0kg，额定功率为P=7W．张华的四驱车到达水平平台上A点时速度很小（可视为0），此时启动四驱车的发动机并直接使发动机的功率达到额定功率，一段时间后关闭发动机．当四驱车由平台边缘B点飞出后，恰能沿竖直光滑圆弧轨道CDE上C点的切线方向飞入圆形轨道，且此时的速度大小为5m/s，∠COD=53°，并从轨道边缘E点竖直向上飞出，离开E以后上升的最大高度为h=0.85m．已知AB间的距离L=6m，四驱车在AB段运动时的阻力恒为1N．重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力．sin53°=0.8，cs53°=0.6，求：
（1）四驱车运动到B点时的速度大小；
（2）发动机在水平平台上工作的时间；
（3）四驱车对圆弧轨道的最大压力．
4．（9分）如图，质量m=1.0kg的物体（可视为质点）以v0=10m/s的初速度从水平面的某点向右运动并冲上半径R=1.0m的竖直光滑半圆环,物体与水平面间的动摩擦因数.求：
（1）物体能从M点飞出，落到水平面时落点到N点的距离的最小值为多大？
（2）如果物体从某点出发后在半圆轨道运动过程途中离开轨道，求出发点到N点的距离x的取值范围.
5．（12分）如图，固定在水平面上组合轨道，由光滑的斜面、光滑的竖直半圆(半径R=2.5m)与粗糙的水平轨道组成；水平轨道动摩擦因数μ=0.25，与半圆的最低点相切，轨道固定在水平面上。一个质量为m=0.1kg的小球从斜面上A处静止开始滑下，并恰好能到达半圆轨道最高点D，且水平抛出，落在水平轨道的最左端B点处。不计空气阻力，小球在经过斜面与水平轨道连接处时不计能量损失，g取10m/s2。求：
（1）小球出D点的速度v；
（2）水平轨道BC的长度x；
（3）小球开始下落的高度h。
6．（22分）如图所示，光滑半圆形轨道处于竖直平面内，半圆轨道与光滑的水平地面相切于半圆的端点A。一质量为m的小球在水平地面上的C点受水平向左的恒力F由静止开始运动，当运动到A点时撤去恒力F，小球沿竖直半圆轨道运动到轨道最高点B点，最后又落在水平地面上的D点（图中未画出）。已知A、C间的距离为L,重力加速度为g。
（1）若轨道半径为R，求小球到达圆轨道B点时对轨道的压力FN;
（2）为使小球能运动到轨道最高点B，求轨道半径的最大值Rm；
（3）轨道半径R多大时，小球在水平地面上的落点D到A点的距离最大？最大距离xm是多少？
L
F
R
C
B
A
8．（12分）滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来。如图所示是滑板运动的轨道，BC和DE是两段光滑圆弧形轨道，BC段的圆心为O点，圆心角为60º，半径OC与水平轨道CD垂直，水平轨道CD段粗糙且长8m。一运动员从轨道上的A点以3m/s的速度水平滑出，在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC，经CD轨道后冲上DE轨道，到达E点时速度减为零，然后返回。已知运动员和滑板的总质量为60kg，B、E两点与水平面CD的竖直高度分别为h和H，且h=2m，H=2.8m，取10m/s2。求：
（1）运动员从A运动到达B点时的速度大小vB；
（2）轨道CD段的动摩擦因数；
（3）通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到B点？如能，请求出回到B点时速度的大小；如不能，则最终静止在何处？
9．如图所示，半径R＝0.4 m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ＝30°，下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上．质量m＝0.1 kg的小物块(可视为质点)从空中A点以v0＝2 m/s的速度被水平抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，经过C点后沿水平面向右运动至D点时，弹簧被压缩至最短，C、D两点间的水平距离L＝1.2 m，小物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10 m/s2.求：
(1)小物块经过圆弧轨道上B点时速度vB的大小；
(2)小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小；
(3)弹簧的弹性势能的最大值Epm.
参考答案
1．（1）0.4s；（2）1.2m；（3）6.7m
【解析】
试题分析：（1）货物从小车上滑出之后做平抛运动，竖直方向：源:学§科§网Z§X§X§K]
解得
（2）在B点分解速度：
得：
故sAB=vxt=1.2m
（3）在小车碰撞到障碍物前，车与货物已经到达共同速度，根据牛顿第二定律：
对m：1
对M：
当 时，m、M具有共同速度：
根据系统能量守恒定律：
联立解得=6m
当小车被粘住之后，物块继续在小车上滑行，直到滑出，根据动能定理：
解得=0.7m
故=6.7m
考点：平抛运动；牛顿第二定律；动能定理.
2．（1）4kg（2）78N（3）1m
【解析】
试题分析：（1）根据平衡，满足：
可得
（2）P到D过程由动能定理得
由几何关系
运动到D点时，根据牛顿第二定律：
解得
由牛顿第三定律得，物块P对轨道的压力大小为78N
（3）分析可知最终物块在CDM之间往复运动，C点和M点速度为零。
由全过程动能定理得：
解得
考点：动能定理；牛顿第二定律。
3．（1）3m/s；（2）1.5s；（3）55.5N．
【解析】
试题分析：（1）因为四驱车到达C点的速度大小为5m/s，故水平速度即为到达B点的速度：
（2）由动能定理，从A到B有：；带入数据解得：t=1.5s
（3）四驱车运动到D点时对轨道的压力最大，则从C到D由动能定理：
从D到右侧离开轨道到最高点由动能定理：，在D点由动能定理可得：
联立解得：FN=55.5N.
考点：动能定理；牛顿第二定律。
4．（1）2m；（2）8m>x>5m
【解析】
试题分析：（1）物体恰好能从M点飞出，有: ①
由平抛运动知： ②
③ （1分）
解①②③得： ④
（2）（Ⅰ）物体不会在M到N点的中途离开半圆轨道，即物体恰好从M点飞出，物体从出发点到M过程.
由动能定理： ⑤
解①⑤得： ⑥
（Ⅱ）物体刚好至圆轨道圆心等高处速度为0，
由动能定理: ⑦
解⑦得： ⑧
综上可得：8m>x>5m ⑨
考点：向心力、平抛运动、动能定理
5．（1）5 m/s（2）m（3）m
【解析】
试题分析：（1）小球恰好能到达半圆轨道最高点D，由牛顿第二定律得
① （3分）
代入数据得 m/s （1分）
(2)小球离开D点做平抛运动
水平方向 ②（2分）
竖直方向 ③（2分）
由②③解得m （1分）
（3）从A至D过程，由动能定理得
④（2分）
代入数据得m（1分）
考点：牛顿第二定律，动能定理
6．（1），方向竖直向上 （2） （3）
【解析】
试题分析：（1）设小球到达B点时速度为vB，根据动能定理有
设B点时轨道对小球的压力为，对小球在B点时进行受力分析如图，则有
mg
FN’
根据牛顿第三定律可知小球对轨道的压力，方向竖直向上
（2）小球能够到达最高点的条件是
故轨道半径的最大值
（3）从B点飞出后做平抛运动，落地时间
D到A的距离
相当于二次函数求最大值的问题，最大值在时取到
（因为，所以最大值可以取得到）
代入，得到此时最大距离
考点：本题考查动能定理、圆周运动
7．（1）4kg；（2）78N；（3）1m
【解析】
试题分析：（1）根据平衡，满足：（2分）
可得（2分）
（2）P到D过程由动能定理得（1分）
由几何关系 （1分）
运动到D点时，根据牛顿第二定律：（2分）
解得（2分）
由牛顿第三定律得，物块P对轨道的压力大小为78N
（3）分析可知最终物块在CDM之间往复运动，C点和M点速度为零。（1分）
由全过程动能定理得：（2分）
解得（2分）
考点：动能定理、牛顿第二定律、牛顿第三定律、平衡条件
8．（1）（2）（3）最后停在D点左侧6.4m处，或C点右侧1.6m处
【解析】
试题分析： （1）由题意可知：
解得：
（2）由B点到E点，由动能定理可得：
由①②带入数据可得：
（3）运动员能到达左侧的最大高度为，从B到第一次返回左侧最高处，根据动能定理
解出
所以：第一次返回时，运动员不能回到B点
设运动员从B点运动到停止，在CD段的总路程为s，由动能定理可得：
解得：
因为，所以运动员最后停在D点左侧6.4m处，或C点右侧1.6m处。
考点：考查了动能定理的综合应用
9．(1)4m/s；（2）8N；（3）0.8J
【解析】
试题分析:(1)小物块恰好从B点沿切线方向进入轨道，由几何关系有
(2)小物块由B点运动到C点，由机械能守恒定律有
在C点处，由向心力公式：
解得F ＝8 N，根据牛顿第三定律，小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力F′大小为8 N。
(3)小物块从B点运动到D点，由能量守恒定律有
考点：机械能守恒定律；向心力公式