专题12 动能定理-2020-2021学年高二上学期开学考试物理试题汇编（三）

2020-2021学年上学期高二开学考试物理试题汇编（三） 动能定理 1、（2020-2021学年·安徽省六安一中高二上学期开学考试）如图所示，长的桌子固定于水平地面，现用一块长的木板架设斜面于桌面与墙壁之间，斜面的倾角，现将质量的物块从斜面顶端由静止释放，已知物块与斜面间的动摩擦因数，木块下滑过程斜面始终保持静止，不计物块在斜面与桌子转折点处的能量损失，（已知，，重力加速度g取）。求： （1）若物块最终恰好能停在桌面边缘，求物块与桌面间的动摩擦因数； （2）利用第（1）问的结果，现对物块施加水平向左的恒定拉力F，使物块由桌面最右端由静止出发，为使m能够回到斜面顶端，求F大小至少为多少； 【答案】（1）；（2）8N 【解析】 （1）物块运动过程中克服摩擦力做的功为 由动能定理得 代入数据得 （2）对m从开始出发至上升到斜面顶端，由动能定理 解得 2、（2020-2021学年·安徽省六安一中高二上学期开学考试）如图，一轻弹簧原长为2m，其一端固定在水平轨道AD的左端A处，另一端位于轨道上的B处，弹簧处于自然状态，水平轨道AD长为6m，且与一半径是的圆弧轨道相切于D点。质量为的小物块P从D点在水平向左恒力作用下由静止向左运动，到达C点（图中未画出）后被弹回，最远到达E点，，已知物块P与轨道间的动摩擦因数，重力加速度。求： （1）物块P第一次到达B点的速度的大小； （2）物块P运动到C点时弹簧的弹性势能； （3）将物块P的质量改为后，将物块推至C点后静止释放，已知物块沿水平轨道进入光滑倾斜轨道DF，恰好能到达F点，则物块从B运动到F的时间是多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 (1)物块P从D运动到B，由动能定理得 (2)物块P从D运动到C，由能量守恒得 物块P从C运动到E，由能量守恒得 联立以上解得 (3)物块P从C点释放运动到B点，由能量守恒得 解得 物块由B点匀减速运动到D点，由运动学公式得 解得 物块由D点运动到F点由等时圆模型可得时间 故物块从B运动到F的时间是 3、（2020-2021学年·北京市首都师大附中高二上学期开学考试）如图所示，半径为R、圆心为O的大圆环固定在竖直平面内，两个轻质小圆环固定在大圆环上竖直对称轴的两侧θ=45°的位置上，一根轻质长绳穿过两个小圆环，它的两端都系上质量为m的重物，小圆环的大小、绳子与大、小圆环间的摩擦均可忽略．当在两个小圆环间绳子的中点C处，挂上一个质量M的重物，M恰好在圆心处处于平衡．（重力加速度为g）求： （1）M与m质量之比． （2）再将重物M托到绳子的水平中点C处，然后无初速释放重物M，则重物M到达圆心处的速度是多大？ 【答案】（1） （2） 【解析】 (1)以M为研究对象，受力分析： Mg=2mgcos45° (2)M与2个m组成的系统机械能守恒： MgRsinθ-2mg(R-Rcosθ)=MV12+mV22 V2=V1cosθ 解得： 4、（2020-2021学年·北京市首都师大附中高二上学期开学考试）质量为m＝5×103 kg的汽车在水平公路上行驶，阻力是车重的0.1倍。让车保持额定功率为60 kW，从静止开始行驶，求：（g取10 m/s2） (1)汽车达到的最大速度vm； (2)汽车车速v1＝2 m/s时的加速度大小。 【答案】(1)12 m/s；(2)5 m/s2。 【解析】 (1) 汽车达到的最大速度时，牵引力等于阻力，由P=Fv得 P=Fv=Ffvm 所以汽车达到的最大速度 vm===m/s=12m/s (2)由P=Fv得 F＝ 当v1=2m/s时，有 F1==N=3×104N 由牛顿第二定律得 F1－Ff=ma 所以汽车车速v1=2 m/s时的加速度大小 a==m/s2=5 m/s2 5、（2020-2021学年·北京市首都师大附中高二上学期开学考试）长为L0的轻弹簧K上端固定在天花板上，在其下端挂上质量为m的物块P，让弹簧处于原长且P从静止释放，P最大下落高度为h0（未超过弹性限度）。斜面ABC固定在水平面上，，，，O点上方斜面部分粗糙，P与这部分的动摩擦因数，O点下方斜面部分光滑。现将轻弹簧K一端固定在斜面上A处，用外力使P压缩弹簧并静止于D点，P与弹簧未栓接，然后突然撤去外力（重力加速度为g，θ=30°） （1）试通过计算说明：撤去外力后，在弹簧作用下，P不会滑离斜面； （2）计算P在OB部分运动的总路程。 【答案】（1）见解析；（2） 【解析】 （1）当弹簧竖直时，P由静止释放，由能量守恒知，弹簧形变量为h0时，其弹性势能为 设滑块P从斜面上释放后能沿斜面上升s，则有 解得 即撤去外力后，在弹簧作用下，P不会滑离斜面； （2）滑块从D点释放后会在斜面上往复运动，最