专题12 动力学和能量观点的综合应用-2022年高一物理月考期中期末考试试题汇编（必修第一册和必修第二册）

专题12动力学和能量观点的综合应用 1.(2020-2021学年·湖南长沙一中月考)如图所示，固定在竖直平面内的轨道由直轨道AB和圆弧轨道BC组成，小球从斜面上A点由静止开始滑下，滑到斜面底端后又滑上半径R＝0.4 m的圆轨道(不计轨道连接处能量损失，g取10 m/s2)。 (1)若接触面均光滑，小球刚好能滑到圆轨道的最高点C，求斜面高h； (2)若接触面均粗糙，小球质量m＝0.1 kg，斜面高h＝2 m，小球运动到C点时对轨道压力大小为mg，求全过程中摩擦阻力做的功。 2.(2020-2021学年·3月山东六地市在线大联考)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 θ＝60°，半径OC与水平轨道CD垂直，滑板与水平轨道CD间的动摩擦因数μ＝0.2。某运动员从轨道上的A点以v0＝3 m/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m＝60 kg，B、E两点与水平轨道CD的竖直高度分别为h＝2 m和H＝2.5 m。求： (1)运动员从A点运动到B点过程中，到达B点时的速度大小vB； (2)水平轨道CD段的长度L； (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，请求出最后停止的位置距C点的距离。 3.(2020-2021学年·西安市高一检测)如图所示，竖直平面内有一光滑管道口径很小的圆弧轨道，其半径为R＝0.5 m，平台与轨道的最高点等高。一质量m＝0.8 kg可看作质点的小球从平台边缘的A处平抛，恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内侧，轨道半径OP与竖直线的夹角为53°，已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，g取10 m/s2。试求： (1)小球从A点开始平抛运动到P点所需的时间t； (2)小球从A点平抛的速度大小v0；A点到圆轨道入射点P之间的水平距离l； (3)小球到达圆弧轨道最低点时的速度大小； (4)小球沿轨道通过圆弧的最高点Q时对轨道的内壁还是外壁有弹力？并求出弹力的大小。 4.(2020-2021学年·天津市九十五中高二月考)如图甲所示是游乐场中过山车的实物图片，可将过山车的一部分运动简化为图乙的模型图，此模型中所有轨道都是光滑的，现使小车(视作质点)从左侧轨道距B点高h＝0.25 m处(图中未标出)由静止开始向下运动，B点为圆轨道的最低点，小车进入圆轨道后，恰好能通过轨道的最高点A处，不计空气阻力，小车的质量m＝1.0 kg，g取10 m/s2。求： (1)小车通过B点时的速度大小vB； (2)圆轨道的半径R的大小； (3)小车运动到圆轨道B点时对轨道的压力大小FB。 5.(2020-2021学年·河北衡水中学一调)如图所示，半圆形光滑轨道竖直固定且与水平地面相切于A点，半径R＝0.1 m，其右侧一定水平距离处固定一个斜面体。斜面C端离地高度h＝0.15 m，E端固定一轻弹簧，原长为DE，斜面CD段粗糙而DE段光滑。现给一质量为0.1 kg的小物块(可看作质点)一个水平初速度，从A处进入圆轨道，离开最高点B后恰能落到斜面顶端C处，且速度方向恰平行于斜面，物块沿斜面下滑压缩弹簧后又沿斜面向上返回，第一次恰能返回到最高点C。物块与斜面CD段的动摩擦因数μ＝，斜面倾角θ＝30°，重力加速度g＝10 m/s2，不计物块碰撞弹簧的机械能损失。求： (1)物块运动到B点时对轨道的压力为多大？ (2)CD间距离L为多少米？ (3)小物块在粗糙斜面CD段上能滑行的总路程s为多长？ 6.(2020-2021学年·重庆黔江新华中学高一月考)如图所示，ABDO是处于竖直平面内的光滑轨道，AB是半径为R＝15 m的圆周轨道，半径OA处于水平位置，BDO是直径为15 m的半圆轨道，D为BDO轨道的中央。一个小球P从A点的正上方距水平半径OA高H处自由落下，沿竖直平面内的轨道运动，离开AB轨道时对轨道末端B点的压力大小等于其重力的倍，取g＝10 m/s2，求： (1)H的大小； (2)试讨论此球能否到达BDO轨道的O点，并说明理由； (3)小球从H高处自由落下沿轨道运动后再次落到轨道上的速度大小是多少？ 7.(2020-2021学年·浙江桐庐分水中学高二期中)我校物理兴趣小组的同学决定举行遥控赛车比赛，比赛路径如图所示。可视为质点的赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直半圆轨道，并通过半圆轨道的最高点C，才算完成比赛。B是半圆轨道的最低点，水平直线轨道和半圆轨道相切于B点。已知赛车质量m＝0.5 kg，通电后以额定功率P＝2 W工作，进