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2020年高考物理《圆周运动与动能定理的综合考查》专题训练及答案解析.doc

2020年高考物理《圆周运动与动能定理的综合考查》专题训练及答案解析.doc
内容要点:
2020年高考物理《圆周运动与动能定理的综合考查》专题训练及答案解析,高考物理《圆周运动与动能定理的综合考查》专题训练1.(2015·全国卷Ⅰ,17)如图,一半径为 R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径 POQ水平。一质量为 m的质点自 P点上方高度 R处由静止开始下落,恰好从 P点进入轨道。质点滑到轨道最低点 N时,对轨道的压力为4 mg, g为重力加速度的大小。用 W表示质点从 P点运动到 N点的过程中克服摩擦力所做的功。则(  )A. W= mgR,质点恰好可以到达 Q点12B. W> mgR,质点不能到达 Q点12C. W= mgR,质点到达 Q点后,继续上升一段距离12D. W< mgR,质点到达 Q点后,继续上升一段距离12【答案】:C【解析】:根据动能定理得 P点动能 EkP= mgR,经过 N点时,由牛顿第二定律和向心力公式可得4 mg- mg= m,所以 N点动能为 EkN= ,从 P点到 N点根据动能定理可得 mgR- W= - mgR,即克服摩擦力做功 W=v2R 3mgR2 3mgR2。质点运动过程,半径方向的合力提供向心力即 FN- mgcos mgR2θ = ma= m ,根据左右对称,在同一高度处,由于摩擦力做功导致在右边圆形轨道中的速度变小,轨道v2R弹力变小,滑动摩擦力 Ff= μF N变小,所以摩擦力做功变小,那么从 N到 Q,根据动能定理, Q点动能 EkQ=- mgR- W′= mgR- W′,由于 W′< ,所以 Q点速度仍然没有减小到0,会继续向上运动一段距离3mgR2 12 mgR2,对照选项,C正确。2.如图,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高,质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下,滑到最低点Q时,对轨道的正压力为2mg,重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中,克服摩擦力所做的功为(  )A. mgR B. mgR C. mgR D. mgR14 13 12 π 4【答案】 C【解析】 在Q点质点受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,两力的合力充当向心力,所以有FN-mg=m ,FN=v2R2mg,联立解得v= ,下滑过程中,根据动能定理可得mgR-Wf= mv2,解得Wf= mgR,所以克服摩擦gR12 12力做功 mgR,C正确。123.如图所示, AB为半径 R=0.50 m的四分之一圆弧轨道, B端距水平地面的高度 h=0.45 m。一质量 m=1.0 kg 的小滑块从圆弧道 A端由静止释放,到达轨道 B端的速度 v=2.0 m/s。忽略空气的阻力。取 g=10 m/s2。则下列说法正确的是(  )A.小滑块在圆弧轨道 B端受到的支持力大小 FN=16 NB.小滑块由 A端到 B端的过程中,克服摩擦力所做的功 W=3 JC.小滑块的落地点与 B点的水平距离 x=0.6 mD.小滑块的落地点与 B点的水平距离 x=0.3 m【答案】BC【解析】小滑块在 B端时,根据牛顿第二定律有 FN- mg= m ,解得 FN=18 v2RN,A错误;根据动能定理有 mgR- W= mv2,解得 W= mgR- mv2=3 12 12J,B正确;小滑块从 B点做平抛运动,水平方向上 x= vt,竖直方向上 h= gt2,解得 x= v· =0.6 12 2hgm,C正确,D错误。4.如图所示,传送带 A、 B之间的距离为 L=3.2 m,与水平面间的夹角 θ =37°,传送带沿顺时针方向转动,速度恒为 v=2 m/s,在上端 A点无初速度地放置一个质量为 m=1 kg、大小可视为质点的金属块,它与传送带的动摩擦因数为 μ =0.5,金属块滑离传送带后,经过弯道,沿半径为 R=0.4 m的光滑圆轨道做圆周运

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