高一物理动能、动能定理练习题
高一物理77动能与动能定理习题及答案
高一物理77动能与动能定理习题及答案1. 一物体从静止开始在光滑水平面上滑行,经过一定距离后达到速度v,求它的动能。
答:由动能定理可得,物体的动能等于产生它动能的力的功。
由于在光滑水平面上物体没有受到重力的作用,因此物体产生动能的力是摩擦力(摩擦力的大小与物体的速度成正比),所以物体的动能为:E = Ff × s = (μk × m × g × s) / 2其中,Ff为摩擦力,s为物体的滑行距离,μk为动摩擦因数,m为物体质量,g为重力加速度。
由于物体从静止开始运动,初动能为0。
2. 一名运动员以30m/s的速度向前冲,他的质量为80kg,求他的动能。
答:运动员的动能可以用动能定理计算,即:E = (1/2)mv² = (1/2) × 80kg × (30m/s)² = 36000J所以运动员的动能为36000焦耳。
3. 一个物体以5m/s的速度向右运动,它撞击一个静止的物体,两个物体黏在一起后以4m/s的速度向右运动,求两个物体的动能变化。
答:撞击时,物体1的动能为:E1 = (1/2)mv1² = (1/2) × m × 5m/s² = 12.5mJ物体2的动能为0。
撞击后,两个物体黏在一起,以v2 = 4m/s的速度向右运动,它们的总质量为m1 + m2,所以它们的动能为:E2 = (1/2)(m1 + m2)v2² = (1/2)(m1 + m2) × 4m/s²两个物体的动能变化为:ΔE = E2 - E1 = [ (1/2)(m1 + m2) × 4m/s² ) - (1/2)mv1² ] =(1/2)(m1 + m2) × 4m/s² - (1/2)mv1²4. 如果一个人用力推一个质量为50kg的物体,使它在10m的距离内加速到10m/s,求这个人用力的大小和这个物体的动能。
高考物理动能与动能定理试题(有答案和解析)
高考物理动能与动能定理试题(有答案和解析)一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1.如图所示,足够长的光滑绝缘水平台左端固定一被压缩的绝缘轻质弹簧,一个质量0.04kg m =,电量4310C q -=⨯的带负电小物块与弹簧接触但不栓接,弹簧的弹性势能为0.32J 。
某一瞬间释放弹簧弹出小物块,小物块从水平台右端A 点飞出,恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的最高点B ,并沿轨道BC 滑下,运动到光滑水平轨道CD ,从D 点进入到光滑竖直圆内侧轨道。
已知倾斜轨道与水平方向夹角为37α︒=,倾斜轨道长为2.0m L =,带电小物块与倾斜轨道间的动摩擦因数0.5μ=。
小物块在C 点没有能量损失,所有轨道都是绝缘的,运动过程中小物块的电量保持不变,可视为质点。
只有光滑竖直圆轨道处存在范围足够大的竖直向下的匀强电场,场强5210V/m E =⨯。
已知cos370.8︒=,sin370.6︒=,取210m/s g =,求:(1)小物块运动到A 点时的速度大小A v ; (2)小物块运动到C 点时的速度大小C v ;(3)要使小物块不离开圆轨道,圆轨道的半径应满足什么条件?【答案】(1)4m/s ;(233;(3)R ⩽0.022m 【解析】 【分析】 【详解】(1)释放弹簧过程中,弹簧推动物体做功,弹簧弹性势能转变为物体动能212P A E mv =解得220.324m/s 0.04P A E v m ===⨯ (2)A 到B 物体做平抛运动,到B 点有cos37A Bvv ︒= 所以45m/s 0.8B v == B 到C 根据动能定理有2211sin37cos3722C B mgL mg L mv mv μ︒-︒⋅=- 解得33m/s C v =(3)根据题意可知,小球受到的电场力和重力的合力方向向上,其大小为F=qE-mg =59.6N所以D 点为等效最高点,则小球到达D 点时对轨道的压力为零,此时的速度最小,即2Dv F m R=解得D FRv m=所以要小物块不离开圆轨道则应满足v C ≥v D 得:R ≤0.022m2.在光滑绝缘的水平面上,存在平行于水平面向右的匀强电场,电场强度为E ,水平面上放置两个静止、且均可看作质点的小球A 和B ,两小球质量均为m ,A 球带电荷量为Q +,B 球不带电,A 、B 连线与电场线平行,开始时两球相距L ,在电场力作用下,A 球与B 球发生对心弹性碰撞.设碰撞过程中,A 、B 两球间无电量转移.(1)第一次碰撞结束瞬间A 、B 两球的速度各为多大?(2)从开始到即将发生第二次碰撞这段过程中电场力做了多少功?(3)从开始到即将发生第二次碰撞这段过程中,若要求A 在运动过程中对桌面始终无压力且刚好不离开水平桌面(v=0时刻除外),可以在水平面内加一与电场正交的磁场.请写出磁场B 与时间t 的函数关系.【答案】(1)10A v '= 12BQEL v m='5QEL (3) 222B mL Q E t QE =⎛⎫- ⎪⎝⎭223mL mLt QE QE<≤ 【解析】(1)A 球的加速度QE a m =,碰前A的速度1A v =B 的速度10B v = 设碰后A 、B 球速度分别为'1A v 、'1B v ,两球发生碰撞时,由动量守恒和能量守恒定律有:''111A A B m m m v v v =+,2'2'2111111222A AB m m m v v v =+所以B 碰撞后交换速度:'10A v =,'11B A v v ==(2)设A 球开始运动时为计时零点,即0t =,A 、B 球发生第一次、第二次的碰撞时刻分别为1t 、2t;由匀变速速度公式有:110A avt -==第一次碰后,经21t t -时间A 、B 两球发生第二次碰撞,设碰前瞬间A 、B 两球速度分别为2A v 和2B v ,由位移关系有:()()2'1212112B av t t t t -=-,得到:213tt == ()2211122A A a a v t t t v =-===;'21B B v v = 由功能关系可得:222211=522A B m m QEL W v v +=电(另解:两个过程A 球发生的位移分别为1x 、2x ,1L x =,由匀变速规律推论24L x =,根据电场力做功公式有:()125W QE QEL x x =+=) (3)对A 球由平衡条件得到:A QB mg v =,A at v =,QEa m=从A 开始运动到发生第一次碰撞:()220t mg g t Qat Et m B Q ⎛==<≤ ⎝ 从第一次碰撞到发生第二次碰撞:()2t t B =<≤ 点睛:本题是电场相关知识与动量守恒定律的综合,虽然A 球受电场力,但碰撞的内力远大于内力,则碰撞前后动量仍然守恒.由于两球的质量相等则弹性碰撞后交换速度.那么A 球第一次碰后从速度为零继续做匀加速直线运动,直到发生第二次碰撞.题设过程只是发生第二次碰撞之前的相关过程,有涉及第二次以后碰撞,当然问题变得简单些.3.如图所示,在倾角为θ=30°的固定斜面上固定一块与斜面垂直的光滑挡板,质量为m 的半圆柱体A 紧靠挡板放在斜面上,质量为2m 的圆柱体B 放在A 上并靠在挡板上静止。
物理动能与动能定理题20套(带答案)
μmg=kx
对木板由动能定理得 μmgx=Ep1+ 1 Mv2 2
同理,当 m′= 1 m,平板达最大速度 v′时, mg =kx′
2
2
1 μmgx′=Ep2+ 1 Mv′2
2
2
由题可知 Ep∝x2,即 Ep2= 1 Ep1 4
解得 v′= 1 v. 2
8.下雪天,卡车在笔直的高速公路上匀速行驶.司机突然发现前方停着一辆故障车,他将
=0.30 ,BCD 是半径为 R=0.2m 的光滑圆弧轨道,它们相切于 B 点,C 为圆弧轨道的最低
点,整个空间存在着竖直向上的匀强电场,场强 E = 4.0×103N/C,质量 m = 0.20kg 的带电滑 块从斜面顶端由静止开始滑下.已知斜面 AB 对应的高度 h = 0.24m,滑块带电荷 q = 5.0×10-4C,取重力加速度 g = 10m/s2,sin37°= 0.60,cos37°=0.80.求:
(2)若滑块在 A 点以 v0=lm/s 的初速度沿斜面下滑,最终停止于 B 点,求 μ 的取值范围。
【答案】(1) t
3 3
s;(2)
1 32
3 4
或
3
13 16
。
【解析】
【分析】
【详解】
(1)设滑块从点 A 运动到点 B 的过程中,加速度大小为 a ,运动时间为 t ,则由牛顿第二
定律和运动学公式得
【答案】(1) 4v02 Epm ;(2) mg ;(3) v
9 g mg
2
【解析】
【分析】
(1)对系统由能量守恒求解小物块相对平板运动的位移;(2)平板速度最大时,处于平
衡状态,弹力等于摩擦力;(3)平板向右运动时,位移大小等于弹簧伸长量,当木板速度
动能与动能定理经典习题及答案(免费》
1.关于做功和物体动能变化的关系,不正确的是().A.只有动力对物体做功时,物体的动能增加B.只有物体克服阻力做功时,它的功能减少C.外力对物体做功的代数和等于物体的末动能和初动能之差D.动力和阻力都对物体做功,物体的动能一定变化2.下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系正确的是().A.如果物体所受的合外力为零,那么合外力对物体做的功一定为零B.如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零C.物体在合外力作用下作变速运动,动能一定变化D.物体的动能不变,所受的合外力必定为零3.两个材料相同的物体,甲的质量大于乙的质量,以相同的初动能在同一水平面上滑动,最后都静止,它们滑行的距离是().A.乙大B.甲大C.一样大D.无法比较4.一个物体沿着高低不平的自由面做匀速率运动,在下面几种说法中,正确的是().A.动力做的功为零B.动力做的功不为零C.动力做功与阻力做功的代数和为零D.合力做的功为零5.放在水平面上的物体在一对水平方向的平衡力作用下做匀速直线运动,当撤去一个力后,下列说法中错误的是().A.物体的动能可能减少B.物体的动能可能增加C.没有撤去的这个力一定不再做功D.没有撤去的这个力一定还做功平面上做匀速圆周运动,拉力为某个值F时,转动半径为B,当拉力逐渐减小到了F/4时,物体仍做匀速圆周运动,半径为2R,则外力对物体所做的功大小是().A、FR/4B、3FR/4C、5FR/2D、零7. 一物体质量为2kg,以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行。
从某时刻起作用一向右的水平力,经过一段时间后,滑块的速度方向变为水平向右,大小为4m/s,在这段时间内,水平力做功为()A. 0B. 8JC. 16JD. 32J8.质量为5×105kg的机车,以恒定的功率沿平直轨道行驶,在3minl内行驶了1450m,其速度从10m/s增加到最大速度15m/s.若阻力保持不变,求机车的功率和所受阻力的数值.9. 一小球从高出地面Hm 处,由静止自由下落,不计空气阻力,球落至地面后又深入沙坑h米后停止,求沙坑对球的平均阻力是其重力的多少倍。
高考物理动能与动能定理试题(有答案和解析)
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)10.5J(2)3J(3)0.3m≤R≤0.42m 或 0≤R≤0.12m 【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
代入数据得:Q=126 J 故本题答案是:(1)μ=0.875.(2)ΔE=90 J(3)Q=126 J 【点睛】 对物体受力分析并结合图像的斜率求得加速度,在 v-t 图像中图像包围的面积代表物体运 动做过的位移。
5.如图所示,一质量为 M、足够长的平板静止于光滑水平面上,平板左端与水平轻弹簧 相连,弹簧的另一端固定在墙上.平板上有一质量为 m 的小物块以速度 v0 向右运动,且在 本题设问中小物块保持向右运动.已知小物块与平板间的动摩擦因数为 μ,弹簧弹性势能 Ep 与弹簧形变量 x 的平方成正比,重力加速度为 g.求:
6J
(3)滑块从 A 点运动到 C 点过程,由动能定理得
解得 BC 间距离
mg
3r
mgs
1 2
mvc2
s 0.5m
小球与弹簧作用后返回 C 处动能不变,小滑块的动能最终消耗在与 BC 水平面相互作用的
过程中,设物块在 BC 上的运动路程为 s ,由动能定理有
mgs
1 2
mvc2
解得
s 0.7m 故最终小滑动距离 B 为 0.7 0.5m 0.2m处停下.
(1)物体与传送带间的动摩擦因数; (2) 0~8 s 内物体机械能的增加量; (3)物体与传送带摩擦产生的热量 Q。 【答案】(1)μ=0.875.(2)ΔE=90 J(3)Q=126 J 【解析】 【详解】 (1)由图象可以知道,传送带沿斜向上运动,物体放到传送带上的初速度方向是沿斜面向下的,
动能、动能定理、重力势能练习题及答案
动能、动能定理、重力势能练习一、选择题1、静止在光滑水平面上的物体,受到右图所示水平变力的作用,则A.F在2秒内对物体做功为零B.物体在2秒内位移为零C.2秒内F对物体的冲量为零D.物体在2秒末的速度为零2、车作匀加速运动,速度从零增加到V的过程中发动机做功W1,从V增加到2V的过程中发动机做功W2,设牵引力和阻力恒定,则有A、W2=2W lB、W2=3W1C、W2-=4W lD、仅能判断W2>W13、如图,物体A、B与地面间的动摩擦因数相同质量也相同,在斜向力F的作用下,一起沿水平面运动,则下列说法正确的是A.摩擦力对A、B两物体所做功相等B.外力对A、B两物体做功相等C.力F对A所做功与A对B所做功相等D。
A对B所做功与B对A所做功大小相等4.质量为m的物块始终静止在倾角为θ的斜面上,下列说法正确的是A.若斜面向右匀速移动距离S,斜面对物块没有做功B.若斜面向上匀速移动距离S,斜面对物块做功mgsC.若斜面向左以加速度a匀加速移动距离S,斜面对物块做功masD.若斜面向下以加速度a匀加速移动距离S,斜面对物块做功m(g+a)s5、用100N的力将0.5千克的足球以8m/s的初速度沿水平方向踢出20米,则人对球做功为A.200J B.16J C.2000J D.无法确定6、物体与转台间的动摩擦因数为μ,与转轴间距离为R,m随转台由静止开始加速转动,当转速增加至某值时,m即将在转台上相对滑动,此时起转台做匀速转动,此过程中摩擦力对m做的功为A.0 B.2πμmgR C.2μmgR D.μmgR/27、m从高H处长S的斜面顶端以加速度a由静止起滑到底端时的速度为V,斜面倾角为θ,动摩擦因数为μ,则下滑过程克服摩擦力做功为A.mgH-mV2∕2 B.mgsin θ-mas C.μmgscos θD.mgH8、子弹以水平速度V射人静止在光滑水平面上的木块M,并留在其中,则A.子弹克服阻力做功与木块获得的动能相等B.阻力对于弹做功小于子弹动能的减少C.子弹克服阻力做功与子弹对木块做功相等D.子弹克阻力做功大于子弹对木块做功9、有两个物体其质量M1>M2它们初动能—样,若两物体受到不变的阻力F1和F2作用经过相同的时间停下,它们的位移分别为S1和S2,则A.F1>F2,且S1<S2 B.F1> F2,且S1>S2C .F1< F2,且S1<S2D.F1> F2,且S1>S210、如图,球m用长为L的细线悬挂于O点,现用水平力F,使球从平衡位置P缓慢地移动到O点,此过程中F 所做的功A.mgLcosθB.FLsinθC.FL D.mgL(1-cosθ)二、填空题11、一人从高处坠下,当人下落H高度时安全带刚好绷紧,人又下落h后人的速度减为零,设人的质量为M,则绷紧过程中安全带对人的平均作用力为——·12、木块受水平力F作用在水平面上由静止开始运动,前进S米后撤去F,木块又沿原方向前进3S停止,则摩擦力f=__________。
高中物理动能与动能定理题20套(带答案)含解析
,化简为 ,结合图象可得: ,
解得: ;
第二空:由 ,解得: ;
第三空:由于弹簧弹力远大于摩擦力和重力沿斜面的分量,所以摩擦力和重力沿斜面的分量
忽略不计,根据能量守恒可得: ;
第四空:考虑摩擦力和重力沿斜面的分量,根据动能定理可得: ,
②弹簧放在挡板P和滑块之间,当弹簧为原长时,遮光板中心对准斜面上的A点;
③光电门固定于斜面上的B点,并与数字计时器相连;
④压缩弹簧,然后用销钉把滑块固定,此时遮光板中心对准斜面上的O点;
⑤用刻度尺测量A、B两点间的距离L;
⑥拔去锁定滑块的销钉,记录滑块经过光电门时数字计时器显示的时间△t;
⑦移动光电门位置,多次重复步骤④⑤⑥。
,解得:
(2)C点的水平分速度与B点的速度相等,则
从A到B点的过程中,据动能定理得: ,解得:
(3)滑块在传送带上运动时,根据牛顿第二定律得:
解得:
达到共同速度所需时间
二者间的相对位移
由于 ,此后滑块将做匀速运动。
滑块在传送带上运动时与传送带摩擦产生的热量
2.如图所示,小滑块(视为质点)的质量m= 1kg;固定在地面上的斜面AB的倾角 =37°、长s=1m,点A和斜面最低点B之间铺了一层均质特殊材料,其与滑块间的动摩擦因数μ可在0≤μ≤1.5之间调节。点B与水平光滑地面平滑相连,地面上有一根自然状态下的轻弹簧一端固定在O点另一端恰好在B点。认为滑块通过点B前、后速度大小不变;最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取g=10m/s2,sin37° =0.6,cos37° =0.8,不计空气阻力。
高中物理动能与动能定理题20套(带答案)含解析
一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理
实用文档之高一物理必修一动能动能定理习题带答案
实用文档之"动能定理"知识点1:动能的概念1.关于物体的动能,下列说法正确的是()A.质量大的物体,动能一定大B.速度大的物体,动能一定大C.速度方向变化,动能一定变化D.物体的质量不变,速度变为原来的两倍,动能将变为原来的四倍2.改变汽车的质量和速度,都能使汽车的动能发生改变,在下列几种情况下,汽车的动能可以变为原来4倍的是()A.质量不变,速度增大到原来2倍B.速度不变,质量增大到原来2倍C.质量减半,速度增大到原来4倍D.速度减半,质量增大到原来4倍3.某物体做变速直线运动,在t1时刻速率为v,在t2时刻速率为n v,则在t2时刻的动能是t1时刻的()A.n倍B.n/2倍C.n2倍D.n2/4倍知识点2:合外力做功与动能变化的关系4. 子弹以水平速度V射入静止在光滑水平面上的木块M,并留在其中,则()A.子弹克服阻力做功与木块获得的动能相等B.阻力对子弹做功小于子弹动能的减少C.子弹克服阻力做功与子弹对木块做功相等D.子弹克阻力做功大于子弹对木块做功5.下列关于运动物体所受的合外力、外力做功和动能变化的关系中正确的是()A.如果物体受的合外力为零,那么合外力对物体做的功一定为零B.如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零C.物体在合外力作用下做变速运动,动能一定变化D.物体的动能不变,所受的合外力一定为零6.关于做功和物体动能变化的关系,正确的是()A、只有动力对物体做功时,物体动能可能减少B、物体克服阻力做功时,它的动能一定减少C、动力和阻力都对物体做功,物体的动能一定变化D、外力对物体做功的代数和等于物体的末动能和初动能之差7.用起重机将质量为m的物体匀速地吊起一段距离,那么作用在物体上各力的做功情况应该是下面的哪种说法()A.重力做正功,拉力做负功,合力做功为零B.重力做负功,拉力做正功,合力做正功C.重力做负功,拉力做正功,合力做功为零D.重力不做功,拉力做正功,合力做正功8.若物体在运动过程中受到的合外力不为零,则()A.物体的动能不可能总是不变的B.物体的加速度一定变化C.物体的速度方向一定变化D.物体所受合外力做的功可能为零知识点3:利用动能定理比较力、位移、速度的大小9.质量不等,但具有相同初动能的两个物体,在摩擦系数相同的水平地面上滑行,直到停止,则()A.质量大的物体滑行的距离大B.质量小的物体滑行的距离大C.它们滑行的距离一样大D.它们克服摩擦力所做的功一样多10.两个材料相同的物体,甲的质量大于乙的质量,以相同的初动能在同一水平面上滑动,最后都静止,它们滑行的距离是()A.乙大B.甲大C.一样大D.无法比较11.质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上,若物体受水平力F的作用从静止起通过位移s时的动能为E1,当物体受水平力2F作用,从静止开始通过相同位移s,它的动能为E2,则()A. E2=E1B. E2=2 E1C. E2>E1D. E1<E2<2 E1知识点4:利用动能定理计算力、位移、速度的大小12.质量为m,速度为v的子弹,能射入固定的木板L深。
【物理】物理动能与动能定理题20套(带答案)
【物理】物理动能与动能定理题20套(带答案)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)10.5J(2)3J(3)0.3m≤R≤0.42m或0≤R≤0.12m【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:−μmgl+W弹=0−m v02由功能关系:W弹=-△E p=-E p解得 E p=10.5J;(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=E k−m v02解得 E k=3J;(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=m v22−E k小物块能够经过最高点的条件m≥mg,解得R≤0.12m②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m v12≤mgR,解得R≥0.3m;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:−2mgR =m v 12-m v 02且需要满足 m ≥mg ,解得R≤0.72m ,综合以上考虑,R 需要满足的条件为:0.3m≤R≤0.42m 或0≤R≤0.12m 。
【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。
高考物理动能与动能定理题20套(带答案)
【点睛】
经典力学问题一般先对物体进行受力分析,求得合外力及运动过程做功情况,然后根据牛
顿定律、动能定理及几何关系求解。
2.如图所示,竖直平面内有一固定的光滑轨道 ABCD,其中 AB 是足够长的水平轨道,B 端 与半径为 R 的光滑半圆轨道 BCD 平滑相切连接,半圆的直径 BD 竖直,C 点与圆心 O 等 高.现有一质量为 m 的小球 Q 静止在 B 点,另一质量为 2m 的小球 P 沿轨道 AB 向右匀速 运动并与 Q 发生对心碰撞,碰撞后瞬间小球 Q 对半圆轨道 B 点的压力大小为自身重力的 7 倍,碰撞后小球 P 恰好到达 C 点.重力加速度为 g.
5.如图所示,一长度 LAB=4.98m,倾角 θ=30°的光滑斜面 AB 和一固定粗糙水平台 BC 平 滑连接,水平台长度 LBC=0.4m,离地面高度 H=1.4m,在 C 处有一挡板,小物块与挡板 碰撞后原速率反弹,下方有一半球体与水平台相切,整个轨道处于竖直平面内。在斜面顶 端 A 处静止释放质量为 m="2kg" 的小物块(可视为质点),忽略空气阻力,小物块与 BC 间的动摩擦因素 μ=0.1,g 取 10m/s2。问:
m( g h R R cos37 Lsin)对滑块从 P 到第二次经过 B 点的运动过程应用动能定理可得
1 2
mvB 2
mg
h
R
2mgL
cos 37
0.54mg
mgR
所以,由滑块在光滑圆弧上运动机械能守恒可知:滑块从斜面上返回后能滑出 A 点。
mv2- mv02=2
Lbcn
n=25 次 考点:动能定理、平抛运动 【名师点睛】解决本题的关键一是要会根据平抛运动的规律求出落到 D 时平抛运动的初速 度;再一个容易出现错误的是在 BC 段运动的路程与经过 B 点次数的关系,需要认真确 定。根据功能关系求出在 BC 段运动的路程。
动能 动能定理基础习题归类
动能动能定理基础习题一、深刻理解动能定理1.一辆汽车一辆汽车以v1=6m/s的速度沿水平路面行驶时,急刹车后能滑行s1=3.6m,如果汽车以v2=8m/s的速度行驶,在同样路面上急刹车后滑行的距离s2应为()A.6。
4m B.5。
6m C.7。
2m D.10.8m2.一子弹以水平速度v射入一树干中,射入深度为S. 设子弹在树中运动所受阻力是恒定的,那么子弹以v/2的速度水平射入树干中,射入深度是( )A. S B。
S/2 C。
错误!S D。
S/43、关于物体的动能,下列说法中正确的是()A.一个物体的动能可能小于零B.一个物体的动能与参考系的选取无关C.动能相同的物体速度一定相同D.两质量相同的物体,若动能相同,其速度不一定相同4、关于公式W=E k2-E k1= E k,下述正确的是()A、功就是动能,动能就是功B、功可以变为能,能可以变为功C、动能变化的多少可以用功来量度D、功是物体能量的量度5. 光滑水平面上的物体,在水平恒力F作用下,由静止开始运动。
经过路程L1速度达到v,又经过路程L2速度达到2v,则在L1和L2两段路程中,F对物体所做功之比为( )A. 1:1B. 1:2C.1:3D.1:46。
下列说法中正确的是()A。
物体所受合外力对物体做功多,物体的动能就一定大B. 物体所受合外力对物体做正功,物体的动能就一定增大C。
物体所受合外力对物体做正功,物体的动能有可能减小D. 物体所受合外力对物体做功多,物体的动能的变化量就一定大7、下列关于运动物体所受合外力和动能变化的关系正确的是()A、如果物体所受合外力为零,则合外力对物体做的功一定为零B、如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零C、物体在合外力作用下做变速运动,动能一定发生变化D、物体的动能不变,所受合外力一定为零二、应用动能定理求变力做功8。
如图,物体沿一圆面从A 点无初速度的滑下,滑至圆面的最低点B 时速度为6m/s ,求这个过程中物体克服阻力做的功。
(完整版)高中物理动能定理经典计算题和答案
动能和动能定理经典试题例1 一架喷气式飞机,质量m =5×103kg ,起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s =5.3×102m 时,达到起飞的速度v =60m/s ,在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍(k =0。
02),求飞机受到的牵引力。
例2 将质量m=2kg 的一块石头从离地面H=2m 高处由静止开始释放,落入泥潭并陷入泥中h=5cm 深处,不计空气阻力,求泥对石头的平均阻力。
(g 取10m/s 2)例3 一质量为0.3㎏的弹性小球,在光滑的水平面上以6m/s 的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后的速度大小与碰撞前速度的大小相同,则碰撞前后小球速度变化量的大小Δv 和碰撞过程中墙对小球做功的大小W 为( )A .Δv=0 B. Δv=12m/s C 。
W=0 D 。
W=10.8J例4 在h 高处,以初速度v 0向水平方向抛出一个小球,不计空气阻力,小球着地时速度大小为( )A. gh v 20+B. gh v 20-C. gh v 220+ D 。
gh v 220-例5 一质量为 m 的小球,用长为l 的轻绳悬挂于O 点。
小球在水平拉力F 作用下,从平衡位置P 点很缓慢地移动到Q 点,如图2—7—3所示,则拉力F 所做的功为( )A. mgl cos θB. mgl (1-cos θ)C. Fl cos θD. Flsin θ例6 如图所示,光滑水平面上,一小球在穿过O 孔的绳子的拉力作用下沿一圆周匀速运动,当绳的拉力为F 时,圆周半径为R,当绳的拉力增大到8F 时,小球恰可沿半径为R /2的圆周匀速运动在上述增大拉力的过程中,绳的拉力对球做的功为________。
例7 如图2-7-4所示,绷紧的传送带在电动机带动下,始终保持v 0=2m/s 的速度匀速运行,传送带与水平地面的夹角θ=30°,现把一质量m =l0kg 的工件轻轻地放在传送带底端,由传送带传送至h =2m 的高处。
物理动能与动能定理题20套(带答案)
向上:
,解得
(2)小滑块在最低点时速度为 vC 由机械能牛顿第三定律得:
,方向竖直向
下 (3)从 D 到最低点过程中,设 DB 过程中克服摩擦力做功 W1,由动能定理
h=3R
【点睛】 对滑块进行运动过程分析,要求滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小,我们要 知道滑块运动到圆环最低点时的速度大小,小滑块从圆环最高点 C 水平飞出,恰好击中导 轨上与圆心 O 等高的 P 点,运用平抛运动规律结合几何关系求出最低点时速度.在对最低 点运用牛顿第二定律求解.
(1).滑块运动至 C 点时的速度 vC 大小; (2).滑块由 A 到 B 运动过程中克服摩擦力做的功 Wf; (3).滑块在传送带上运动时与传送带摩擦产生的热量 Q. 【答案】(1)2.5 m/s (2)1 J (3)32 J 【解析】本题考查运动的合成与分解、动能定理及传送带上物体的运动规律等知识。
【解析】
【详解】
(1)由 y 5 x2 得:A 点坐标(1.20m,0.80m) 9
由平抛运动规律得:xA=v0t,yA 1 gt 2 2
代入数据,求得 t=0.4s,v0=3m/s; (2)由速度关系,可得 θ=53° 求得 AB、BC 圆弧的半径 R=0.5m OE 过程由动能定理得:
mgyA﹣mgR(1﹣cos53°)
vy 2gR 2100.45 m/s=3m/s
vy tan53° 4
vD
3
所以:vD=2.25m/s
(2)物块在内轨道做圆周运动,在最高点有临界速度,则
mg=m v2 , R
解得:v gR 3 2 m/s 2
物块到达 P 的速度:
vP vD2 vy2 32 2.252 m/s=3.75m/s
高中物理【动能和动能定理】专题训练练习题
高中物理【动能和动能定理】专题训练练习题课时作业(A) [A 组 基础达标练]1.如图所示,电梯质量为M ,在它的水平地板上放置一质量为m 的物体。
电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动,当电梯的速度由v 1增加到v 2时,上升高度为H ,重力加速度为g ,则在这个过程中,下列说法或表达式正确的是( )A .对物体,动能定理的表达式为W N =12m v 22,其中W N 为支持力做的功B .对物体,动能定理的表达式为W 合=0,其中W 合为合力做的功C .对物体,动能定理的表达式为W N -mgH =12m v 22-12m v 12 D .对电梯,其所受合力做的功为12M v 22-12M v 12-mgH 解析:物体受重力和支持力作用,根据动能定理得W合=W N -mgH =12m v 22-12m v 12,故选项C 正确,A 、B 错误;对电梯,合力做的功等于电梯动能的变化量,故选项D 错误。
答案:C2.如图所示,AB 为14圆弧轨道,BC 为水平直轨道,圆弧的半径为R ,BC 的长度也是R 。
一质量为m 的物体,与两个轨道的动摩擦因数都为μ,当它由轨道顶端A 从静止下滑时,恰好运动到C 处停止,那么物体在AB 段克服摩擦力做的功为( )A .μmgR B.12mgR C .mgRD .(1-μ)mgR解析:BC 段物体所受摩擦力F f =μmg ,位移为R ,故BC 段摩擦力对物体做的功W =-F f R =-μmgR ,对全程由动能定理可知,mgR +W 1+W =0,解得W 1=μmgR -mgR ,故AB 段克服摩擦力做的功为W 克=-W 1=mgR -μmgR =(1-μ)mgR ,故A 、B 、C 错误,D 正确。
答案:D3.一质量为m 的小球,用长为l 的轻绳悬挂于O 点,小球在水平力F 作用下从平衡位置P 点很缓慢地移动到Q 点,如图所示,则力F 所做的功为( ) A .mgl cos θ B .Fl sin θ C .mgl (1-cos θ)D .Fl (1-sin θ)解析:小球的运动过程是缓慢的,因而小球任何时刻均可看作是平衡状态,力F 的大小在不断变化,F 做功是变力做功。
高中物理动能与动能定理练习题及答案.doc
1mv12
1mvC2
2
2
解得:x1
1.4m
对木板M:
mgx2
1Mv22
2
解得:x2
0.4m
此时木板静止,物块
m到木板左端的距离为:x3L x2x11m
设物块m在台阶上运动的最大距离为
x4,由动能定理得:
mg(x3
x4) 0
1mv12
2
解得:x4
0.8m
7.如图所示,AB是一倾角为θ=37°绝缘粗糙直轨道,滑块与斜面间的动摩擦因数的
2
解得:x=0.8m
则小物块离开D点后落到地面上的点与D点之间的距离l2x0.8 2m
6.如图所示,半径为R1=1.8 m的1光滑圆弧与半径为R2=0.3 m的半圆光滑细管平滑连
4
接并固定,光滑水平地面上紧靠管口有一长度为L=2.0 m、质量为M=1.5 kg的木板,木
板上表面正好与管口底部相切,处在同一水平线上,木板的左方有一足够长的台阶,其高
2
解得
L=4.9m
(3)物块在斜面上,由于
mgsin37>°μmgcos37°物块不会停在斜面上,物块最后以,
B点为
中心,C点为最高点沿圆弧轨道做往复运动,由功能关系得系统最终因摩擦所产生的总热
量
Q=mg(h+Rcos37°)
解得
Q=4J
5.如图所示,粗糙水平地面与半径为R=0.4m的粗糙半圆轨道BCD相连接,且在同一竖直
Ep
mgx
1mvD2
2
C、D两点间的距离
x2m
4.如图,在竖直平面内,半径
R=0.5m的光滑圆弧轨道ABC与粗糙的足够长斜面CD相切
于C点,CD与水平面的夹角
高中物理动能和动能定理练习题(有答案)
第七节 动能和动能定理5分钟训练(预习类训练,可用于课前)1.在下列几种情况下,甲、乙两物体的动能相等的是( )A.甲的速度是乙的2倍,甲的质量是乙的21 B.甲的质量是乙的2倍,甲的速度是乙的21C.甲的质量是乙的4倍,甲的速度是乙的21D.质量相同,速度的大小也相同,但甲向东运动,乙向西运动 答案:CD2.在光滑的地板上,用水平拉力分别使两个物块由静止获得相同的动能,那么可以肯定( ) A.水平拉力相等 B.两物块质量相等 C.两物块速度变化相等 D.水平拉力对两物块做功相等 答案:D3.运动员将质量为m 的铅球以速度v 水平推出,人对铅球做的功为____________. 答案:21mv 24.物体由于____________而具有的能叫动能,动能的定义式为:____________.动能是标量,它对应物体运动过程中的一个状态,是一个____________,动能的单位为____________,符号是____________. 答案:运动 E k =21mv 2状态量 焦耳 J 5.所有外力对物体所做的功等于____________ ,这个结论就叫动能定理.其数学表达式为:W=E k2-E k1,其中,E k1表示____________,E k2表示____________ ,W 为合外力的功.用动能定理解题具有很大的优越性,它既适用于恒力做功,也适用于________做功,既适用于直线运动,又适用于________运动.答案:物体动能的变化 运动物体的初动能 运动物体的末动能 变力 曲线 10分钟训练(强化类训练,可用于课中)1.关于做功和物体动能变化的关系,不正确的是( ) A.只有动力对物体做功,物体的动能增加 B.只有物体克服阻力做功,它的动能减少C.外力对物体做功的代数和等于物体末动能与初动能之差D.动力和阻力都对物体做功,物体的动能一定变化答案:D2.下列关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系,正确的是( ) A.如果物体所受合外力为零,则合外力对物体做的功一定为零 B.如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零 C.物体在合外力作用下做变速运动,动能一定发生变化 D.物体的动能不变,所受合外力一定为零 答案:A3.对水平地面上的物体施加一水平恒力F ,物体从静止开始运动了位移s ,此时撤去力F ,此后物体又运动了位移s 而静止下来.若物体的质量为m ,则有( ) A.物体所受阻力的大小为F B.物体所受阻力的大小为2F C.力F 所做的功为零 D.力F 所做的功为mFs 4 解析:对全过程利用动能定理可得Fs-2F F s=0,所以F F =2F,力F 所做的功W F =Fs. 答案:B4.质量为m 的金属块,当初速度为v 0时,在水平面上滑行的最大距离为s ,如果金属块的质量增加到2m ,速度增大到2v 0时,在同一水平面上金属块滑行的最大距离为( ) A.s B.2s C.4s D.41s 解析:金属块在水平面上滑行时,动能的减少量等于克服摩擦阻力所做的功.由动能定理可知,金属块克服摩擦阻力做的功等于金属块动能的减少量.当滑行距离最大时,末动能为零,而在同一平面上,滑动摩擦力F μ=μmg 不变. 因为-μmgs=0-21mv 02,所以-μm′gs′=0-21m′v′02 联立以上两式可解得:x=4s.正确选项为C. 答案:C5.一颗子弹以700 m/s 的速度打穿第一块木板后速度为500 m/s ,若让它继续打穿第二块同样的木板,则子弹的速度变为_________m/s(木板对子弹的阻力恒定). 解析:由W=Fs 知子弹打穿每块木板,木板对子弹做的功都相等. 打第一块:W=21mv 12-21mv 22;打第二块:W=21mv 22-21mv 32 联立以上两式可解得v 3=100 m/s. 答案:1006.质量m 为1 kg 的物体,从轨道的A 点由静止下滑,轨道AB 是弯曲的,且A 点高出B 点h=0.8 m ,如图5-7-1所示.如果物体在B 点的速度为v=2 m/s,求物体在轨道AB 上克服摩擦力所做的功.图5-7-1解析:物体由A 到B 的过程中,共受三个力作用:重力G 、支持力N 和摩擦力f.重力做功为W G =mgh ,支持力不做功.设摩擦力做功为W F ,则外力的功之和为W 外=W G +W F =mgh+W F由动能定理有:mgh+W F =22m v得W F =22m v -mgh=2212J-1×9.8×0.8 J=-5.84 J因此,物体在轨道AB 上克服摩擦力所做的功为5.84 J. 答案:5.84 J30分钟训练(巩固类训练,可用于课后)1.一颗子弹以水平速度v 射入一树干中,射入深度为s.设子弹在树干中所受到的阻力为一恒力,那么子弹以2v的速度射入树干中,射入的深度为( ) A.s B.2s C.2s D.4s 答案:D2.以初速度v 0竖直上抛一个小球,若不计空气阻力,在上升的过程中,从抛出小球到小球动能减小一半所经历的时间是( ) Agv 0B.g v 20C.gv 220 D.(1-22)g v 0答案:D3.质量分别为M 1、M 2的两只船静止于湖面上,两船用绳相连,质量为m 的人站在质量为M 1的船上用恒力F 拉绳,经过一段时间后,两船的位移大小分别为s 1、s 2,速度大小分别为v 1、v 2.则这段时间内人总共做的功为( )A.Fs 2B.21M 2v 22 C.F(s 1+s 2) D.21M 2v 22+21(M 1+m)v 12答案:CD4.一质量为1.0 kg 的物体,以4 m/s 的速度在光滑的水平面上向左滑行,从某一时刻起对物体施一水平向右的恒力,经过一段时间,物体的速度方向变为向右,大小仍为4 m/s.则在这段时间内水平力对物体所做的功为( )A.0B.-8 JC.-16 JD.-32 J 答案:A5.如图5-7-2所示,用同样材料制成的一个轨道,AB 段为41圆弧,半径为R ,水平放置的BC 段长度为R.一小物块质量为m ,与轨道间动摩擦因数为μ,当它从轨道顶端A 由静止下滑时,恰好运动到C 点静止.那么物体在AB 段克服摩擦力做的功为( )图5-7-2A.μmgRB.mgR(1-μ)C.μmgR/2D.mgR/2.解析:设在AB 段物体克服摩擦力做的功为W ,则物体由A 到B 利用动能定理可得mgR-W=21mv b 2-0 ①.物体由B 到C 运用动能定理列式可得-μmgR=0-21mv b 2 ②.①②两式结合,整理可得W=mgR(1-μ),故本题选B. 答案:B6.(2006重庆模拟,4)光滑的水平桌面上有一个静止的木块,一支枪以水平方向先后发射两颗质量相同、速度相同的子弹均穿过了它,两颗子弹分别从不同位置穿过木块时受到的阻力相同,忽略重力和空气阻力的影响.那么两颗子弹先后穿过木块的过程中( ) A.两颗子弹损失的动能相同 B.木块每次增加的动能相同 C.因摩擦而产生的热量相同 D.木块每次移动的距离不同解析:本题考查子弹打木块的问题,在第一颗子弹打木块的过程中,对子弹和木块分别用动能定理,对子弹:-f(s+d)= 21mv 22-21mv 12,对木块:-fs=21Mv 2,联立上述两式可得:fd=21mv 12-(21mv 22+21Mv 2),此式表示相对位移所做的功等于系统机械能的减少,机械能的减少量也就转化为因摩擦而产生的热量.在两次子弹打木块的过程中,子弹相对木块的位移是相等的,所以两次打木块的过程因摩擦而产生的热量相同,C 正确.但两次打木块时,木块的速度是不一样的,第一次打时,木块的速度为零,而第二次打时,木块已有了一定的速度,所以两种情况下子弹和木块的动能的变化量是不同的,木块向前移动的距离也不同,A 、B 错,D 正确.正确选项为CD. 答案:CD7.如图5-7-3所示,ABCD 是一条长轨道,其中AB 段是倾角为θ的斜面,CD 段是水平的,BC 段是与AB 和CD 都相切的一小段圆弧,其长度可以略去不计.一质量为m 的滑块在A 点从静止状态释放,沿轨道滑下,最后停在D 点,A 点和D 点的位置如图所示.现用一沿着轨道方向的力推滑块,使它缓慢地由D 点推回到A 点停下.设滑块与轨道间的动摩擦因数为μ,则推力对滑块做的功等于( )图5-7-3A.mghB.2mghC.μmg(s+sin h) D.μmgs+μmghcotθ 解析:滑块由A 到D ,由动能定理可得mgh-W F =0,即W F =mgh.滑块由D 到A ,由动能定理可得W F -mgh-W F =0,即W F =mgh+W F =2mgh.本题如果利用动摩擦因数等求解,可得出W F =μmgs+μmghcotθ+mgh ,也是正确的选项. 答案:B8.将质量为1 kg 的物体沿水平方向抛出,出手时物体的速度大小为10 m/s ,则物体被抛出去时具有的动能为_________J ;人抛出物体时,对物体做的功为_________J. 解析:物体被抛出去时的动能为E k =21mv 2=21×1×102 J=50 J.由动能定理可得人对物体所做的功等于物体动能的增量,因此为50 J. 答案:50 509.如图5-7-4所示,物体在离斜面底端4 m 处由静止滑下,若斜面及平面的动摩擦因数均为0.5,斜面倾角为37°,斜面与平面间由一小段圆弧连接,求物体能在水平面上滑行多远?图5-7-4解析:物体在斜面上受重力mg 、支持力N 1,摩擦力f 1的作用,沿斜面加速下滑(μ=0.5<tanθ=0.75),到水平面后,在摩擦力f 2作用下做减速运动,直至停止. 方法一:对物体在斜面上和平面上时进行受力分析,如图所示.下滑阶段:f 1=μN 1=μmgcos37° 由动能定理有:mgsin37°·s 1-μmgcos37°·s 1=21mv 12-0① 在水平运动过程中f 2=μN 2=μmg 由动能定理有:-μmg·s=0-21mv 12② 联立①②式可得 s=5.08.05.06.037cos 37sin 1⨯-=︒-︒s μμ×4 m=1.6 m.方法二:物体受力分析同上.物体运动的全过程中,初、末状态速度均为零,对全过程应用动能定理mgsin37°·s 1-μmgcos37°·s 1-μmg·s=0. 可解得:s=5.08.05.06.037cos 37sin 1⨯-=︒-︒s μμ×4 m=1.6 m.答案:1.6 m10.汽车从静止开始做匀加速直线运动,当汽车速度达到v m 时关闭发动机,汽车继续滑行一段时间后停止运动,其运动的速度图象如图5-7-5所示.若汽车加速行驶时牵引力做功为W 1,汽车整个运动中克服阻力做功为W 2,则W 1和W 2的比值为________;牵引力和阻力的大小之比为_____________图5-7-5解析:对汽车运动的全过程列动能定理方程,得W 1-W 2=0-0,所以W 1=W 2,21W W =1.设汽车的牵引力为F ,阻力为F f ,由动能定理可得Fs 1-F f s=0-0,所以1s sF F f =.由图象可知,汽车在全过程中的位移s 与加速阶段的位移s 1之比为141=s s ,所以牵引力和阻力之比为4∶1. 答案:1∶1 4∶111.质量为5 t 的汽车,在平直公路上以60 kW 的恒定功率从静止开始启动到24 m/s 的最大速度后,立即关闭发动机.汽车从启动到最后停下通过的总位移为1 200 m ,运动过程中汽车所受的阻力不变.求汽车运动的时间..解析:在汽车运动的全过程中,有两个力对物体做了功,牵引力做的功为Pt ,阻力做功为-F f l ,由动能定理得Pt 1-F f l=0①当汽车达到最大速度时,牵引力和阻力大小相等,则有 P=Fv m =F f v m ,所以F f =mv P ② 联立①②两式可得,汽车加速运动的时间应为t 1=241200==m f v l Pl F s=50 s. 关闭发动机后,汽车在阻力作用下做匀减速直线运动,由牛顿第二定律及匀变速直线运动公式可得a=mv Pm F m f∙= ③,t 2=a v m ④. 联立③④两式可求出汽车匀减速所用时间为t 2=3232106024105⨯⨯⨯=P mv m s=48 s.所以汽车在全程运动的时间为:t=t 1+t 2=50+48 s=98 s. 答案:98 s12.人从一定的高度落地容易造成骨折.一般人胫骨的极限抗压强度约为1.5×108 N/m 2,胫骨最小横截面积大多为3.2 cm 2.假若一质量为50 kg 的人从某一高度直膝双足落地,落地时其重心又约下降1 cm.试计算一下这个高度超过多少时,就会导致胫骨骨折.(g 取10 m/s 2)解析:由题意,胫骨最小处所受冲击力超过F=Ps=1.5×108×2×3.2×10-4 N 时会造成骨折.设下落的安全高度为h 1,触地时重心又下降高度为h 2,落地者质量为m. 由动能定理mg(h 1+h 2)-Fh 2=0,所以h 1=m gFh 2-h 2=1.9 m. 在高度超过1.9 m 以上的单杠上运动时,在单杠的下方应备有海绵垫子,或者有同学做好保护,以防不测.其他活动(如:撑杆跳、跳伞、攀越高架等)也必须做好安全措施. 答案:高度超过1.9 m时,可能会导致骨折。
高中物理动能与动能定理题20套(带答案)
高中物理动能与动能定理题20套(带答案)一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1.如图所示,水平地面上一木板质量M =1 kg ,长度L =3.5 m ,木板右侧有一竖直固定的四分之一光滑圆弧轨道,轨道半径R =1 m ,最低点P 的切线与木板上表面相平.质量m =2 kg 的小滑块位于木板的左端,与木板一起向右滑动,并以0v 39m /s 的速度与圆弧轨道相碰,木板碰到轨道后立即停止,滑块沿木板冲上圆弧轨道,后又返回到木板上,最终滑离木板.已知滑块与木板上表面间的动摩擦因数μ1=0.2,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1,g 取10 m/s 2.求: (1)滑块对P 点压力的大小;(2)滑块返回木板上时,木板的加速度大小; (3)滑块从返回木板到滑离木板所用的时间.【答案】(1)70 N (2)1 m/s 2 (3)1 s 【解析】 【分析】 【详解】(1)滑块在木板上滑动过程由动能定理得:-μ1mgL =12mv 2-1220mv 解得:v =5 m/s在P 点由牛顿第二定律得:F -mg =m 2v r解得:F =70 N由牛顿第三定律,滑块对P 点的压力大小是70 N (2)滑块对木板的摩擦力F f 1=μ1mg =4 N 地面对木板的摩擦力 F f 2=μ2(M +m )g =3 N对木板由牛顿第二定律得:F f 1-F f 2=Ma a =12f f F F M-=1 m/s 2(3)滑块滑上圆弧轨道运动的过程机械能守恒,故滑块再次滑上木板的速度等于v =5 m/s 对滑块有:(x +L )=vt -12μ1gt 2 对木板有:x =12at 2解得:t =1 s 或t =73s(不合题意,舍去) 故本题答案是: (1)70 N (2)1 m/s 2 (3)1 s 【点睛】分析受力找到运动状态,结合运动学公式求解即可.2.如图所示,粗糙水平地面与半径为R =0.4m 的粗糙半圆轨道BCD 相连接,且在同一竖直平面内,O 是BCD 的圆心,BOD 在同一竖直线上.质量为m =1kg 的小物块在水平恒力F =15N 的作用下,从A 点由静止开始做匀加速直线运动,当小物块运动到B 点时撤去F ,小物块沿半圆轨道运动恰好能通过D 点,已知A 、B 间的距离为3m ,小物块与地面间的动摩擦因数为0.5,重力加速度g 取10m/s 2.求: (1)小物块运动到B 点时对圆轨道B 点的压力大小. (2)小物块离开D 点后落到地面上的点与D 点之间的距离【答案】(1)160N (2)2 【解析】 【详解】(1)小物块在水平面上从A 运动到B 过程中,根据动能定理,有: (F -μmg )x AB =12mv B 2-0 在B 点,以物块为研究对象,根据牛顿第二定律得:2Bv N mg m R-=联立解得小物块运动到B 点时轨道对物块的支持力为:N =160N由牛顿第三定律可得,小物块运动到B 点时对圆轨道B 点的压力大小为:N ′=N =160N (2)因为小物块恰能通过D 点,所以在D 点小物块所受的重力等于向心力,即:2Dv mg m R=可得:v D =2m/s设小物块落地点距B 点之间的距离为x ,下落时间为t ,根据平抛运动的规律有: x =v D t ,2R =12gt 2解得:x =0.8m则小物块离开D 点后落到地面上的点与D 点之间的距离20.82m l x ==3.如图所示,斜面高为h ,水平面上D 、C 两点距离为L 。
动能和动能定理练习含答案
动能和动能定理精选练习一夯实基础1.如图,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。
木箱获得的动能一定()A.小于拉力所做的功B.等于拉力所做的功C.等于克服摩擦力所做的功D.大于克服摩擦力所做的功【答案】A【解析】:A对、B错:由题意知,W拉-W阻=ΔE k,则W拉>ΔE k;C、D错:W阻与ΔE k的大小关系不确定。
2.(2019·浙江温州九校高一下学期期中)如图,小飞用手托着质量为m的“地球仪”,从静止开始沿水平方向运动,前进距离L后,速度为v(地球仪与手始终相对静止,空气阻力不可忽略),地球仪与手掌之间的动摩擦因数为μ,则下列说法正确的是()A.手对地球仪的作用力方向竖直向上B.地球仪所受摩擦力大小为μmgC.手对地球仪做的功等于mv2/2 D.地球仪对手做正功【答案】C【解析】:经受力分析知,手对地球仪的作用力斜向前上方,A错;地球仪所受摩擦力f=ma,B错;由动能定理W f=12mv2,C对;地球仪对手做负功,D错。
3.(2019·山东省诸城一中高一下学期期中)2018年2月22日平昌冬奥会短道速滑接力赛,中国男队获得亚军。
观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲,甲获得更大的速度向前冲出。
在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则()A .甲对乙的作用力与乙对甲的作用力相同B .乙对甲的作用力一定做正功,甲的动能增大C .甲对乙的作用力可能不做功,乙的动能可能不变D .甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量【答案】B【解析】:甲、乙间的相互作用力大小相等方向相反,A 错;根据动能定理可判B 正确,C 、D 错误。
4.在水平路面上,有一辆以36 km/h 行驶的客车,在车厢后座有一位乘客甲,把一个质量为4 kg 的行李以相对客车5 m/s 的速度抛给前方座位的另一位乘客乙,则以地面为参考系行李的动能和以客车为参考系行李的动能分别是( )A .200 J 50 JB .450 J 50 JC .50 J 50 JD .450 J 450 J【答案】B【解析】:行李相对地面的速度v =v 车+v 相对=15 m/s ,所以行李的动能E k =12mv 2=450 J 。
高考物理《动能和动能定理》真题练习含答案
高考物理《动能和动能定理》真题练习含答案1.[2024·江苏省淮安市学情调研]质量为m 的物体以初速度v 0沿水平面向左开始运动,起始点A 与一水平放置的轻弹簧O 端相距s ,轻弹簧的另一端固定在竖直墙上,如图所示,已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ,物体与弹簧相碰后,弹簧的最大压缩量为x ,重力加速度为g ,则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短的过程中,克服弹簧弹力所的功为( )A .12 m v 20 -μmg (s +x )B .12m v 20 -μmgx C .μmg (s +x )-12m v 20 D .-μmg (s +x ) 答案:A解析:从开始碰撞到弹簧被压缩至最短的过程中,由动能定理-μmg (s +x )-W =0-12m v 20 ,解得W =12 m v 20 -μmg (s +x ),A 正确.2.[2024·河南省部分学校摸底测试]如图所示,水平圆盘桌面上放有质量为0.1 kg 的小铁碗A (可视为质点),一小孩使圆盘桌面在水平面内由静止开始绕过圆盘中心O 的轴转动,并逐渐增大圆盘转动的角速度,直至小铁碗从圆盘的边缘飞出,飞出后经过0.2 s 落地,落地点与飞出点在地面投影点的距离为80 cm.若不计空气阻力,该过程中,摩擦力对小铁碗所做的功为( )A.0.2 J B .0.4 JC .0.8 JD .1.6 J答案:C解析:小铁碗飞出后做平抛运动,由平抛运动规律可得v =x t,解得v =4 m/s ,小铁碗由静止到飞出的过程中,由动能定理有W =12m v 2,故摩擦力对小铁碗所做的功W =0.8 J ,C 正确.3.(多选)如图所示,在倾角为θ的斜面上,质量为m 的物块受到沿斜面向上的恒力F 的作用,沿斜面以速度v 匀速上升了高度h .已知物块与斜面间的动摩擦因数为μ、重力加速度为g .关于上述过程,下列说法正确的是( )A .合力对物块做功为0B .合力对物块做功为12m v 2 C .摩擦力对物块做功为-μmg cos θh sin θD .恒力F 与摩擦力对物块做功之和为mgh答案:ACD解析:物体做匀速直线运动,处于平衡状态,合外力为零,则合外力做功为零,故A正确,B 错误;物体所受的摩擦力大小为f =μmg cos θ,物体的位移x =h sin θ,摩擦力对物块做功为W f =-fx =-μmg cos θh sin θ,C 正确;物体所受各力的合力做功为零,则W G +W F +W f =0,所以W F +W f =-W G =-(-mgh )=mgh ,D 正确.4.(多选)质量为2 kg 的物体,放在动摩擦因数μ=0.1的水平面上,在水平拉力的作用下由静止开始运动,水平拉力做的功W 和物体发生的位移x 之间的关系如图所示,重力加速度g 取10 m/s 2,则此物体( )A .在位移x =9 m 时的速度是33 m/sB .在位移x =9 m 时的速度是3 m/sC .在OA 段运动的加速度是2.5 m/s 2D .在OA 段运动的加速度是1.5 m/s 2答案:BD解析:运动x =9 m 的过程由动能定理W -μmgx =12m v 2,得v =3 m/s ,A 错误,B 正确;前3 m 过程中,水平拉力F 1=W 1x 1 =153N =5 N ,根据牛顿第二定律,F 1-μmg =ma 得a =1.5 m/s 2,C 错误,D 正确.5.[2024·张家口市期末考试]如图所示,倾角为θ=37°的足够长光滑斜面AB 与长L BC =2 m 的粗糙水平面BC 用一小段光滑圆弧(长度不计)平滑连接,半径R =1.5 m 的光滑圆弧轨道CD 与水平面相切于C 点,OD 与水平方向的夹角也为θ=37°.质量为m 的小滑块从斜面上距B 点L 0=2 m 的位置由静止开始下滑,恰好运动到C 点.已知重力加速度g =10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.(1)求小滑块与粗糙水平面BC 间的动摩擦因数μ;(2)改变小滑块从斜面上开始释放的位置,小滑块能够通过D 点,求小滑块的释放位置与B 点的最小距离.答案:(1)0.6 (2)6.75 m解析:(1)滑块恰好运动到C 点,由动能定理得mgL 0sin 37°-μmgL BC =0-0解得μ=0.6(2)滑块能够通过D 点,在D 点的最小速度,由mg sin θ=m v 2D R解得v D =3 m/s设滑块在斜面上运动的距离为L ,由动能定理得mgL sin θ-μmgL BC -mgR (1+sin θ)=12m v 2D -0 解得L =6.75 m。
高中物理动能与动能定理题20套(带答案)含解析
高中物理动能与动能定理题20套(带答案)含解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1.如图所示,半径R =0.5 m 的光滑圆弧轨道的左端A 与圆心O 等高,B 为圆弧轨道的最低点,圆弧轨道的右端C 与一倾角θ=37°的粗糙斜面相切。
一质量m =1kg 的小滑块从A 点正上方h =1 m 处的P 点由静止自由下落。
已知滑块与粗糙斜面间的动摩擦因数μ=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g =10 m/s 2。
(1)求滑块第一次运动到B 点时对轨道的压力。
(2)求滑块在粗糙斜面上向上滑行的最大距离。
(3)通过计算判断滑块从斜面上返回后能否滑出A 点。
【答案】(1)70N ; (2)1.2m ; (3)能滑出A 【解析】 【分析】 【详解】(1)滑块从P 到B 的运动过程只有重力做功,故机械能守恒,则有()212B mg h R mv +=那么,对滑块在B 点应用牛顿第二定律可得,轨道对滑块的支持力竖直向上,且()2N 270N B mg h R mv F mg mg R R+=+=+=故由牛顿第三定律可得:滑块第一次运动到B 点时对轨道的压力为70N ,方向竖直向下。
(2)设滑块在粗糙斜面上向上滑行的最大距离为L ,滑块运动过程只有重力、摩擦力做功,故由动能定理可得cos37sin37cos370mg h R R L mgL μ+-︒-︒-︒=()所以1.2m L =(3)对滑块从P 到第二次经过B 点的运动过程应用动能定理可得()212cos370.542B mv mg h R mgL mg mgR μ'=+-︒=> 所以,由滑块在光滑圆弧上运动机械能守恒可知:滑块从斜面上返回后能滑出A 点。
【点睛】经典力学问题一般先对物体进行受力分析,求得合外力及运动过程做功情况,然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解。
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。
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高一物理动能、动能定
理练习题
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
动能、动能定理练习
1、下列关于动能的说法中,正确的是( )A 、动能的大小由物体的质量和速率决定,与物体的运动方向无关
B 、物体以相同的速率分别做匀速直线运动和匀速圆周运动时,其动能不同.因为它在这两种情况下所受的合力不同、运动性质也不同
C 、物体做平抛运动时,其动能在水平方向的分量不变,在竖直方向的分量增大
D 、物体所受的合外力越大,其动能就越大
2、一质量为2kg 的滑块,以4m/s 的速度在光滑水平面上向左滑行,从某一时刻起,在滑块上作用一向右的水平力.经过一段时间,滑块的速度方向变为向右,大小为4m/s.在这段时间里水平力做的功为( ) A 、0 B 、8J C 、16J D 、32J
3、质量不等但有相同动能的两物体,在动摩擦因数相同的水平地面上滑行直到停止,则( ) A 、质量大的物体滑行距离小 B 、它们滑行的距离一样大
C 、质量大的物体滑行时间短
D 、它们克服摩擦力所做的功一样多
4、一辆汽车从静止开始做加速直线运动,运动过程中汽车牵引力的功率保持恒定,所受的阻力不变,行驶2min 速度达到10m/s.那么该列车在这段时间内行的距离( )
A 、一定大于600m
B 、一定小于600m
C 、一定等于600m
D 、可能等于1200m
5、质量为1.0kg 的物体,以某初速度在水平面上滑行,由于摩擦阻力的作用,其动能随位移变化的情况如下图所示,则下列判断正确的是(g=10m/s 2
)( )
A 、物体与水平面间的动摩擦因数为0.30
B 、物体与水平面间的动摩擦因数为0.25
C 、物体滑行的总时间是2.0s
D 、物体滑行的总时间是4.0s
6、一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后,返回到斜面底端,已知小物块的初动能为E ,它返回斜面底端的速度大小为υ,克服摩擦阻力做功为E/2.若小物块冲上斜面的初动能变为2E ,则有( )
A 、返回斜面底端的动能为E
B 、返回斜面底端时的动能为3E/2
C 、返回斜面底端的速度大小为2υ
D 、返回斜面底端的速度大小为
2υ
7、以初速度v 0急速竖直上抛一个质量为m 的小球,小球运动过程中所受阻力f 大小不变,上升最大高度为h ,则抛出过程中,人手对小球做的功( ) A.
12
02mv
B. mgh
C.
12
02
mv mgh + D. mgh fh +
8、如图所示,AB 为1/4圆弧轨道,BC 为水平直轨道,圆弧的半径为R ,BC 的长度也是R ,一质量为m 的物
体,与两个轨道间的动摩擦因数都为μ,当它由轨道顶端A 从静止开始下落,恰好运动到C 处停止,那么物体在AB 段克服摩擦力所做的功为 A.
1
2
μmgR B.
1
2
mgR C. mgR D. ()1-μmgR
9、 质量为m 的物体静止在粗糙的水平地面上,若物体受水平力F 的作用从静止起通过位移s 时的动能为E 1,当物体受水平力2F 作用,从静止开始通过相同位移s ,它的动能为E 2,则: A 、E 2=E 1
B 、E 2=2E 1
C 、E 2>2E 1
D 、
E 1<E 2<2E 1
10.质量为m ,速度为V 的子弹射入木块,能进入S 米。
若要射进3S 深,子弹的初速度应为原来的
(设子弹在木块中的阻力不变) ( ) A .3倍 B .
3
倍 C .9倍
D .2
3
倍
11.质量为m 的物体A 由静止开始下滑至B 而停止,A 、B 离水平地面的高度分别为h 及2
h
,如图所
示。
若用平行于接触面的力把它沿原路径从B 拉回到A 处,则拉力的功至少应为 ( )
h / 2
h
图 5 - 17
h B
V 0
A .mgh
B .1.5mgh
C .2mgh
D .3mgh
12.一质量为1kg 的物体被人用手由静止向上提升1m ,这时物体的速度2 m/s ,则下列说法正确的是
( )A .手对物体做功12J B .合外力对物体做功12JC .合外力对物体做功2J D .物体克服重力做功10 J
13.如图5-19所示在高为H 的平台上以初速V 0抛出一质量为m 的小球,不计空气阻力,当它到达离抛出点的竖直距离为h 的B 点时,小
球的动能增量为 ( ) A .
2021mv B .mgh mv +2
02
1 C .mgh mgH - D . mgh 14.静止在光滑水平面上的物体,在水平力F 的作用下产生位移s 而获得速度 v ,若水平面不光滑,物体运动时受到摩擦力为
n
F
(n 是
大于1的常数),仍要使物体由静止出发通过位移s 而获得速度v ,则水平力为 ( )
A .
F n n 1+ B .F n
n 1
- C .nF D .F n )1(+ 15.置于水平面上的两物体A 与B ,物体与地面间的动摩擦因数相同,A 、B 质量之比为1:2,若它们的初速度相同,则滑行的距离之比
为 ;若它们的初动能相同,则滑行的距离之比为 。
16.如图5-20所示,质量为m 的钢珠从高出地面h 处由静止自由下落,落到地面进入沙坑10
h
停止,则 (1)钢珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍? (2)若让钢珠进入沙坑
8
h
,则钢珠在h 处的动能应为多少( 设钢珠在沙坑中所受平均阻力大小不随深度改变)
17、 用拉力F 使一个质量为m 的木箱由静止开始在水平冰道上移动了s ,拉力F 跟木箱前进的方向的夹角为a ,木箱与冰道间的动摩擦因素为u ,求木箱获得的速度。
18、 质量为m 的小球被系在轻绳的一端,在竖直平面内做半径为R 的圆周运动,运动过程中小球受到空气阻力的作用。
设某一时刻小球通过轨道最低点,此时绳子的张力为7mg ,此后小球继续运动,经过半个圆周恰能通过最高点,则在此过程中小球克服空气阻力做的功为多少?
19. 质量为M=500t 的机车,以恒定功率从静止起动,经时间t=5min ,在水平轨道上行驶了s=2.25km ,速度达到最大v m =15m/s 。
试求: (1)机车的功率P ;
(2)机车运动过程中所受的平均阻力。
图 5 - 20
h /0
h 图
20、一质量为2kg的铅球从离地面2m高处自由下落,陷入沙坑中2cm深处。
求沙子对铅球的平均阻力。
(g=10m/s2)
21、一个物体从斜面上高h处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止,量得停止处与开始运
动处的水平距离为S,如图所示,不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用,并设斜面和水平面与物体间的动
摩擦因数都相同,求动摩擦因数u。