高中物理动能与动能定理练习题及答案
一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理
1．如图所示，在水平轨道右侧固定半径为R的竖直圆槽形光滑轨道，水平轨道的PQ段长
度为
，上面铺设特殊材料，小物块与其动摩擦因数为
，轨道其它部分摩擦
不计。水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于原长状态。可视为质点的质量
的小物块从轨道右侧A点以初速度
冲上轨道，通过圆形轨道，水平轨道
后压缩弹簧，并被弹簧以原速率弹回，取
，求：
（1）弹簧获得的最大弹性势能；（2）小物块被弹簧第一次弹回经过圆轨道最低点时的动能；（3）当R满足什么条件时，小物块被弹簧第一次弹回圆轨道时能沿轨道运动而不会脱离轨道。【答案】（1）105J（2）3J（3）03m≤R≤042m或0≤R≤012m【解析】【详解】（1）当弹簧被压缩到最短时，其弹性势能最大。从A到压缩弹簧至最短的过程中，由动
能定理得：μmglW弹＝0mv02由功能关系：W弹△EpEp解得Ep105J；（2）小物块从开始运动到第一次被弹回圆形轨道最低点的过程中，由动能定理得
2μmgl＝Ekmv02解得Ek3J；（3）小物块第一次返回后进入圆形轨道的运动，有以下两种情况：①小球能够绕圆轨道做完整的圆周运动，此时设小球最高点速度为v2，由动能定理得
2mgR＝mv22Ek
小物块能够经过最高点的条件m≥mg，解得R≤012m②小物块不能够绕圆轨道做圆周运动，为了不让其脱离轨道，小物块至多只能到达与圆心
等高的位置，即mv12≤mgR，解得R≥03m；设第一次自A点经过圆形轨道最高点时，速度为v1，由动能定理得：
f2mgR＝mv12mv02
且需要满足m≥mg，解得R≤072m，综合以上考虑，R需要满足的条件为：03m≤R≤042m或0≤R≤012m。【点睛】解决本题的关键是分析清楚小物块的运动情况，把握隐含的临界条件，运用动能定理时要注意灵活选择研究的过程。
2．如图所示，粗糙水平桌面上有一轻质弹簧左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R10m的圆环剪去了左上角120°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离是h24m。用质量为m02kg的物块将弹簧由B点缓慢压缩至C点后由静止释放，弹簧在C点时储存的弹性势能Ep32J，物块飞离桌面后恰好P点沿切线落入圆轨道。已知物块与桌面间的动摩擦因数μ04，重力加速度g值取10ms2，不计空气阻力，求∶1物块通过P点的速度大小；2物块经过轨道最高点M时对轨道的压力大小；3C、D两点间的距离；
【答案】18ms；248N；3r