动能定理经典试题
动能定理专项训练(含解析)

动能定理专项训练一、选择题1.有两个物体甲、乙,它们在同一直线上运动,两物体的质量均为m ,甲速度为v ,动能为E k ;乙速度为-v ,动能为E k ′,那么( )(A )E k ′=-E k(B )E k ′=E k(C )E k ′<E k(D )E k ′>E k2.甲、乙两个物体的质量分别为甲m 和乙m ,并且甲m =2 乙,它们与水平桌面的动摩擦因数相同,当它们以相同的初动能在桌面上滑动时,它们滑行的最大距离之比为( ). (A )1:1(B )2:1(C )1:2(D )2:13.两个物体a 和b ,其质量分别为m a 和m b ,且m a >m b ,它们的初动能相同.若它们分别受到不同的阻力F a 和F b 的作用,经过相等的时间停下来,它们的位移分别为s a 和s b ,则( ). (A )F a >F b ,s a >s b(B )F a >F b ,s a <s b (C )F a <F b ,s a >s b(D )F a <F b ,s a <s b4.一个小球从高处自由落下,则球在下落过程中的动能( ). (A )与它下落的距离成正比 (B )与它下落距离的平方成正比 (C )与它运动的时间成正比(D )与它运动的时间平方成正比5.质量为2kg 的物体以50J 的初动能在粗糙的水平面上滑行,其动能的变化与位移的关系如图所示,则物体在水平面上滑行的时间为( ). A 、5s B 、4s C 、s 22 D 、2s6.以速度v 飞行的子弹先后穿透两块由同种材料制成的平行放置的固定金属板,若子弹穿透两块金属板后的速度分别变为0.8v 和0.6v ,则两块金属板的厚度之比为( ). (A )1:1(B )9:7(C )8:6(D )16:97.质点只受的力F 作用,F 随时间变化的规律如图所示,力的方向始终在一直线上.已知t =0时质点的速度为零.在右图所示的t 1、t 2、t 3和t 4各时刻中,质点动能最大的时刻是( ). (A )t 1(B )t 2(C )t 3(D )t 48.在平直公路上,汽车由静止开始作匀加速运动,当速度达到某一值时,立即关闭发动机后滑行至停止,其v -t 图像如图5—22所示.汽车牵引力为F ,运动过程中所受的摩擦阻力恒为f ,全过程中牵引力所做的功为W 1,克服摩擦阻力所做的功为W 2,则下列关系中正确的是().(A )F :f =1:3 (B )F :f =4:1(C )W 1:W 2=1:1(D )W 1:W 2=1:39.一个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v ,克服摩擦阻力做功为2E .若小物块冲上斜面的初动能变为2E ,则有( ). (A )返回斜面底端时的动能为E(B )返回斜面底端时的动能为23E(C )返回斜面底端时的速度大小为2v (D )克服摩擦阻力做的功仍为2E10.质量为m 的小球被系在轻绳的一端,在竖直平面内作半径为R 的圆周运动.运动过程中,小球受到空气阻力的作用,在某一时刻小球通过轨道最低点时绳子的拉力为7mg ,此后小球继续作圆周运动,转过半个圆周恰好通过最高点,则此过程中小球克服阻力所做的功为( ).(A )mgR (B )2mgR (C )3mgR (D )4mgR11.一小球用轻绳悬挂在某固定点,现将轻绳水平拉直,然后由静止开始释放小球,考虑小球由静止开始运动到最低位置的过程().(A )小球在水平方向的速度逐渐增大 (B )小球在竖直方向的速度逐渐增大 (C )到达最低位置时小球线速度最大(D )到达最低位置时绳中的拉力等于小球重力12.如图所示,板长为L ,板的B 端静止放有质量为m 的小物体,物体与板的动摩擦因数为μ.开始时板水平,在缓慢转过一个小角度α的过程中,小物体保持与板相对静止,则在这个过程中().(A )摩擦力对小物体做功为μmgLcosα(1-cosα) (B )摩擦力对小物体做功为mgLsinα(1-cosα) (C )弹力对小物体做功为mgLcosαsinα (D )板对小物体做功为mgLsinα13.如图所示,物体自倾角为θ、长为L 的斜面顶端由静止开始滑下,到斜面底端时与固定挡板发生碰撞,设碰撞时无机械能损失.碰后物体又沿斜面上升,若到最后停止时,物体总共滑过的路程为s ,则物体与斜面间的动摩擦因数为( )(A )sLsin θ(B )θssin L (C )sLtan θ(D )θstan L二、填空题14.一个质量是2kg 的物体以3m /s 的速度匀速运动,动能等于______J .15.火车的质量是飞机质量的110倍,而飞机的速度是火车速度的12倍,动能较大的是______. 16.两个物体的质量之比为100:1,速度之比为1:100,这两个物体的动能之比为______.17.一个物体的速度从0增加到v ,再从v 增加到2v ,前后两种情况下,物体动能的增加量之比为______. 18.甲、乙两物体的质量之比为2:1m :m =乙甲,它们分别在相同力的作用下沿光滑水平面从静止开始作匀加速直线运动,当两个物体通过的路程相等时,则甲、乙两物体动能之比为______.19.自由下落的物体,下落1m 和2m 时,物体的动能之比是______;下落1s 和2s 后物体的动能之比是______.20.甲、乙两物体的质量比m 1:m 2=2:1,速度比v 1:v 2=1:2,在相同的阻力作用下滑行至停止时通过的位移大小之比为_____.21.一颗质量为10g 的子弹,射入土墙后停留在0.5m 深处,若子弹在土墙中受到的平均阻力是6400N .子弹射入土墙前的动能是______J ,它的速度是______m /s .22.质量为m 的物体,作加速度为a 的匀加速直线运动,在运动中连续通过A 、B 、C 三点,如果物体通过AB 段所用时间和通过BC 段所用的时间相等,均为T ,那么物体在BC 段的动能增量和在AB 段的动能增量之差为______.23.质量m =10kg 的物体静止在光滑水平面上,先在水平推力F 1=40N 的作用下移动距离s 1=5m ,然后再给物体加上与F 1反向、大小为F 2=10N 的水平阻力,物体继续向前移动s 2=4m ,此时物体的速度大小为______m /s .24.乌鲁木齐市达坂城地区风力发电网每台风力发电机4张叶片总共的有效迎风面积为s ,空气密度为ρ、平均风速为v .设风力发电机的效率(风的动能转化为电能的百分比)为η,则每台风力发电机的平均功率P =______.25.一人坐在雪橇上,从静止开始沿着高度为15m 的斜坡滑下,到达底部时速度为10m /s .人和雪橇的总质量为60kg ,下滑过程中克服阻力做的功等于______J (g 取10m /s 2) 三、应用题26.如图所示,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,测得停止处与开始运动处的水平距离为s,不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用,并认为斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同,求动摩擦因数μ.27.一颗质量m=10g的子弹,以速度v=600m/s从枪口飞出,子弹飞出枪口时的动能为多大?若测得枪膛长s=0.6m,则火药引爆后产生的高温高压气体在枪膛内对子弹的平均推力多大?28.一辆汽车质量为m,从静止开始起动,沿水平面前进了距离s后,就达到了最大行驶速度v.设汽max车的牵引力功率保持不变,所受阻力为车重的k倍,求:(1)汽车的牵引功率.(2)汽车从静止到开始匀速运动所需的时间.29.如图所示,斜面倾角为θ,滑块质量为m,滑块与斜面的动摩擦因数为μ,从距挡板为s0的位置以v0的速度沿斜面向上滑行.设重力沿斜面的分力大于滑动摩擦力,且每次与P碰撞前后的速度大小保持不变,斜面足够长.求滑块从开始运动到最后停止滑行的总路程s30.在光滑水平面上有一静止的物体,现以水平恒力F1推这一物体,作用一段时间后,换成相反方向的水平恒力F2推这一物体.当F2作用时间与F1的作用时间相同时,物体恰好回到出发点,此时物体的动能为32J.求运动过程中F1和F2所做的功.参考答案1、B解析:动能是标量,由可得答案为B。
高考物理动能与动能定理试题经典及解析

(2)如果传送带保持不动,玩具滑车到达传送带右端轮子最高点时的速度和落水点位置。
(3)如果传送带是在以某一速度匀速运动的(右端轮子顺时针转),试讨论玩具滑车落水点与传送带速度大小之间的关系。
【答案】(1)80N;(2)6m/s,6m;(3)见解析。
【解析】
【详解】
【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,斜面ABC下端与光滑的圆弧轨道CDE相切于C,整个装置竖直固定,D是最低点,圆心角∠DOC=37°,E、B与圆心O等高,圆弧轨道半径R=0.30m,斜面长L=1.90m,AB部分光滑,BC部分粗糙.现有一个质量m=0.10kg的小物块P从斜面上端A点无初速下滑,物块P与斜面BC部分之间的动摩擦因数μ=0.75.取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2,忽略空气阻力.求:
高考物理动能与动能定理试题经典及解析
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/s2。
【解析】
试题分析:小物块从开始运动到与挡板碰撞,重力、摩擦力做功,运用动能定理。求小物块经过B点多少次停下来,需要根据功能转化或动能定理求出小物块运动的路程,计算出经过B点多少次。小物块经过平抛运动到达D点,可以求出平抛时的初速度,进而求出在BC段上运动的距离以及和当班碰撞的次数。
功能关系动能定理经典例题.

【例1】如图5-1-1所示,小物体位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平地面上,从地面上看,在小物体沿斜面下滑的过程中,斜面对小物体的作用力( )A.垂直于接触面,做功为零;B.垂直于接触面,做功不为零;C.不垂直于接触面,做功为零;D.不垂直于接触面,做功不为零.下面列举的哪几种情况下所做的功是零( )A .卫星做匀速圆周运动,地球引力对卫星做的功B .平抛运动中,重力对物体做的功C .举重运动员,扛着杠铃在头上的上方停留10s ,运动员对杠铃做的功D .木块在粗糙水平面上滑动,支持力对木块做的功例如:用铁锤把小铁钉钉入木板,设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比,已知铁锤第一次将钉子钉进d ,如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同,那么,第二次进入木板的深度是多少?【例2】以一定的速度竖直向上抛出一小球,小球上升的最大速度为h ,空气的阻力大小恒为F ,则从抛出至落回出发点的过程中,空气阻力对小球做的功为( )A .0B .-FhC .-2FhD .-4Fh如图5-1-3在光滑的水平面上,物块在恒力F =100N的作用下从A 点运动到B 点,不计滑轮的大小,不计绳与滑轮的质量及绳、滑轮间的摩擦,H=2.4 m,α=37°,β=53°,求绳的拉力对物体所做的功.【例3】物块从光滑曲面上的P 点自由滑下,通过粗糙的静止水平传送带以后落到地面上的Q 点,若传送带的皮带轮沿逆时针方向转动起来,使传送带随之运动,如图5-1-4所示,再把物块放到P 点自由滑下则( )A.物块将仍落在Q 点B.物块将会落在Q 点的左边C.物块将会落在Q 点的右边D.物块有可能落不到地面上1.如图5-1-5所示,木块A 放在木块B 的左上端,用恒力F 将A 拉至B 的右端.第一次将B 固定在地面上,F 做的功为 W 1;第二次让B 可以在光滑的地面上自由滑动,F 做的功为W 2.比较两次做功,应有( )A .21W W <B .21W W =C .21W W >D .无法比较.10.半径R =0.50m 的光滑圆环固定在竖直平面内,如图所示,轻质弹簧的一端固定在环的最高点A 处,另一端系一个质量m = 0.20kg的小球,小球套在圆环上,已知弹簧的原长L o = 0.50m ,劲度系数K =4.8N/m ,将小球从图示位置的B 点由静止释放,小球将沿圆环滑动并通过最低点C ,在C 点时弹簧的弹性势能J E PC 6.0=,g 取10m/s 2。
高一物理动能定理试题答案及解析

高一物理动能定理试题答案及解析1.一子弹以速度v飞行恰好射穿一块铜板,若子弹的速度是原来的3倍,那么可射穿上述铜板的数目为()A.3块B.6块C.9块D.12块【答案】C【解析】子弹以速度v运动时,恰能水平穿透一块固定的木板,根据动能定理有:,设子弹的速度为时,穿过的木板数为n,则有:联立两式并代入数据得:n=9块,C正确。
【考点】考查了动能定理的应用2.在一次试车实验中,汽车在平直的公路上由静止开始做匀加速运动,当速度达到v时,立刻关闭发动机让其滑行,直至停止。
其v-t图象如图所示。
则下列说法中正确的是()A.全程牵引力做功和克服阻力做功之比为1:1B.全程牵引力做功和克服阻力做功之比为2:1C.牵引力和阻力之比为2:1D.牵引力和阻力之比为3:1【答案】AD【解析】试题解析:由于物体初始的速度为零,最后的速度也为零,故物体的动能没有变化,即动能的增量为零,根据动能定理可知,物体受到的合外力也为零,即全程牵引力做功和克服阻力做功相等,故它们的比值为1:1,A正确,B错误;由图像可知,1s前物体在牵引力的作用下运动,其位移为x,则后2s内物体的位移为2x,故由动能定理可得:Fx=f(x+2x),所以牵引力F和阻力f之比为3:1,D正确,C错误。
【考点】动能定理。
3.甲、乙两物体质量之比m1∶m2=1∶2,它们与水平桌面间的动摩擦因数相同,若它们以相同的初动能在水平桌面上运动,则运动位移之比为.【答案】2:1。
【解析】根据动能定理得可知,对于甲物体:m1gμ×x1=Ek,对于乙物体:m2gμ×x2=Ek,联立以上两式解之得x1:x2=m2:m1=2:1,故位移之比为2:1。
【考点】动能定理。
4.一根用绝缘材料制成的轻弹簧,劲度系数为k,一端固定,另一端与质量为m、带电量为+q的小球相连,静止在光滑绝缘的水平面上,当施加一水平向右的匀强电场E后(如图所示),小球开始作简谐运动,关于小球运动有如下说法中正确的是A.球的速度为零时,弹簧伸长qE/kB.球做简谐运动的振幅为qE/kC.运动过程中,小球的机械能守恒D.运动过程中,小球动能的改变量、弹性势能的改变量、电势能的改变量的代数和为零【答案】BD【解析】球的平衡位置为Eq=kx,解得x= qE/k,在此位置球的速度最大,选项A 错误;球做简谐运动的振幅为qE/k,选项B正确;运动过程中,由于电场力和弹力做功,故小球的机械能不守恒,选项C 错误;运动过程中,由于电场力和弹力做功,所以小球动能的改变量、弹性势能的改变量、电势能的改变量的代数和为零,选项D 正确。
动能定理的应用20个经典例题

A.动能 B.速度 C.速率 D.重力所做的功
例4、质量为m的物体放在动摩擦因数为 μ的水平面上,在物体上施加水平力F 使物体由静止开始运动,经过位移S后 撤去外力,物体还能运动多远?
F
例5、如图所示,半径为R的光滑半圆轨 道和光滑水平面相连,一物体以某一 初速度在水平面上向左滑行,那么物 体初速度多大时才能通过半圆轨道最 高点?
例7、质量m=2kg的物块位于高h=0.7m的水平桌 面上,物块与桌面之间的动摩擦因数μ=0.2,现用 F=20N的水平推力使物块从静止开始滑动L1=0.5m 后 撤去推力,物块又在桌面上滑动了L2=1.5m后离开桌 面做平抛运动。求: (1)物块离开桌面时的速度 (2)物块落地时的速度(g=10m/s)
例1、一质为2kg的物体做自由落体来自动,经过A 点时的速度为10m/s,到达B点时的速度是 20m/s,求: (1) 经过A、B两点时的动能分别是多少? (2) 从A到B动能变化了多少? (3) 从A到B的过程中重力做了多少功? (4) 从A到B的过程中重力做功与动能的变化 关系如何?
解(1)由
3、动能具有瞬时性,是状态量,v是瞬时速度(注意:v为合 速度或实际速度,一般都以地面为参考系)。
我们对动能定理的理解
1、动能定理的普适性:对任何过程的恒力、变力;匀变速、非匀变速; 直线运动、曲线运动;运动全程、运动过程某一阶段或瞬间过程都能运 用;(只要不涉及加速度和时间,就可考虑用动能定理解决动力学问题)
解法二:对物体运动的前后两段分别用动能定理W合 =△Ek,则有
1 2 Fs1 - fs1 = mv 1 -0 2
1 2 - fs2 = 0 - mv 1 2
①
②
将上两式相加,得
Fs1 - fs1 - fs2 = 0 ③
动能定理简单练习题

动能定理简单练习题动能定理简单练习题动能定理是物理学中的一个基本定理,描述了物体的动能与其速度之间的关系。
它在解决各种物理问题中起着重要的作用。
本文将给出一些简单的练习题,帮助读者更好地理解和应用动能定理。
练习题一:一个质量为1 kg的物体以10 m/s的速度沿着水平方向运动,求它的动能。
解析:根据动能定理,动能等于物体的质量乘以速度的平方的一半。
即动能=1/2 × 1 × (10)^2 = 50 J。
练习题二:一个质量为2 kg的物体以2 m/s的速度运动,当它的速度增加到4m/s时,求它的动能的增加量。
解析:首先求物体在速度从2 m/s增加到4 m/s时的动能。
根据动能定理,动能等于物体的质量乘以速度的平方的一半。
即动能1=1/2 × 2 × (2)^2 = 4 J。
再求物体在速度从0 m/s增加到4 m/s时的动能。
即动能2=1/2 × 2 × (4)^2 = 16 J。
所以动能的增加量=动能2 - 动能1 = 16 J - 4 J = 12 J。
练习题三:一个质量为0.5 kg的物体以20 m/s的速度运动,当它的速度减小到10 m/s时,求它的动能的减小量。
解析:首先求物体在速度从20 m/s减小到10 m/s时的动能。
根据动能定理,动能等于物体的质量乘以速度的平方的一半。
即动能1=1/2 × 0.5 × (20)^2 = 100 J。
再求物体在速度从20 m/s减小到0 m/s时的动能。
即动能2=1/2 × 0.5× (10)^2 = 25 J。
所以动能的减小量=动能1 - 动能2 = 100 J - 25 J = 75 J。
练习题四:一个质量为10 kg的物体以5 m/s的速度运动,撞击到一个质量为5kg的静止物体,两个物体粘在一起后以共同的速度运动,求它们共同的速度。
解析:由于两个物体粘在一起后以共同的速度运动,可以利用动能守恒定理解决这个问题。
高一物理动能定理试题

高一物理动能定理试题1.如图所示,AB和CD是半径为R=1m的1/4圆弧形光滑轨道,BC为一段长2m的水平轨道质量为2kg的物体从轨道A端由静止释放,若物体与水平轨道BC间的动摩擦因数为0.1.求:(1)物体第1次沿CD弧形轨道可上升的最大高度;(2)物体最终停下来的位置与B点的距离。
【答案】(1)0.8m (2) B点的距离为2m【解析】:(1)设物体沿CD圆弧能上滑的最大高度为h,则此过程由动能定理可得:,解得;(2)设物体在BC上滑动的总路程为s,则从下滑到静止的全过程由动能定理可得:,解得,即物体在BC上要来回滑动10m,一次来回滑动4m,故物体可完成2.5次的来回运动,最终停在C处,即离B点的距离为2m。
【考点】考查了机械能守恒定律,动能定理2.如图所示,木块放在光滑水平面上,一颗子弹水平射入木块中,受到阻力为f,射入深度为d,此过程木块位移为s,则()A.子弹损失的动能为f(s+d)B.木块增加的动能为f sC.子弹动能的减少等于木块动能的增加D.子弹、木块系统总机械能的损失为fd【答案】ABD【解析】对子弹运用动能定理得,.故子弹损失的动能为,故A正确;对木块运用动能定理得,.则木块获得的动能为,故B正确;子弹减少的动能转化为木块增加的动能和系统增加的内能,故子弹动能的减少大于木块动能的增加,故C错误;系统损失的机械能转化为产生的内能,故D正确.【考点】考查了功能关系的应用3.一汽车质量为2000kg,行驶时受到的阻力为车重的0.1倍。
若汽车以3000N的恒定牵引力在水平公路上从静止开始前进100m时关闭发动机。
求:(1)汽车前进100m时的速度;(2)汽车关闭发动机后还能滑行多远。
【答案】(1)v=10m/s(2)x=50m【解析】设汽车前进100m时的速度为v,则对汽车应用动能定理得:.......................① 4分代入数据解得:v=10m/s....... ..... ..② 1分设汽车关闭发动机后还能滑行的距离为x,则对汽车应用动能定理得:.......... ..... ..... ③ 4分代入数据解得:x=50m..... ..... ..... . ④ 1分【考点】考查了动能定理的综合应用4.运动员驾驶摩托车做腾跃特技表演是一种刺激性很强的运动项目。
【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。
高一物理动能定理试题答案及解析

高一物理动能定理试题答案及解析1.一质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点,小球在水平力F的作用下,从P点缓慢地移动到Q点,如图所示,则力F所做的功为()A.mglcosθB.Flsin θC.mgl(1-cos θ)D.Flcos θ【答案】C【解析】小球缓慢移动过程中认为动能不变,合力为零,小球在水平力F的作用下,从P点缓慢地移动到Q点的过程中,外力的功与小球克服摩擦力所做的功相等,即,C正确。
【考点】动能定理的应用2.关于功和物体动能之间的关系,以下说法中正确的是()A.如果物体所受合外力做功为零,则物体所受合外力就为零B.如果物体所受合外力做功为零,则物体的动能就不会发生改变C.做变速运动的物体其动能有可能保持不变D.如果物体的动能不变,则物体受到的合外力一定为零【答案】BC【解析】试题解析:如果物体所受合外力做功为零,物体所受合外力不一定为零,例如物体在水平桌面上做匀速圆周运动时,拉力总与物体的运动方向垂直,故物体受到的合外力的功为零,但物体受到的合力却不为零,故A错误;根据动能定理,如果物体所受合外力做功为零,则物体的动能变化量也为零,即物体的动能就不会发生改变,B正确;速度是矢量,大小如果不变,方向改变时,物体的速度也在改变,但物体的动能此时就是不变的,故C正确;由于做匀速圆周运动的物体的动能不变,但是它受到的合外力却不为零,故D错误。
【考点】动能定理。
3.如图所示,倾角为45°的光滑斜面AB与竖直的光滑半圆轨道在B点平滑连接,半圆轨道半径R=0.40m,一质量m=1.0kg的小物块在A点由静止沿斜面滑下,已知物块经过半圆轨道最高点C时对轨道的压力恰好等于零,物块离开半圆形轨道后落在斜面上的点为D(D点在图中没有标出)。
g取10m/s2。
求:A点距水平面的高度h。
【答案】【解析】(1)对物块从A点运动C点的过程,由机械能守恒有:①由题意物块在C点时,有:②由①②式得:【考点】考查了圆周运动,机械能守恒定律的应用4.如图所示,一质量为m的物块从光滑斜面顶端的A点由静止开始下滑,A点到水平地面BC的高度H=2m,通过水平地面BC(BC=2m)后滑上半径为R=1m的光滑1/4圆弧面CD,上升到D点正上方0.6m(图中未画出最高点)后又再落下。
高考物理动能定理的综合应用题20套(带答案)

高考物理动能定理的综合应用题20套(带答案)一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1.小明同学根据上海迪士尼乐园游戏项目“创极速光轮”设计了如图所示的轨道。
一条带有竖直圆轨道的长轨道固定在水平面上,底端分别与两侧的直轨道相切,其中轨道AQ 段粗糙、长为L 0=6.0m ,QNP 部分视为光滑,圆轨道半径R =0.2m ,P 点右侧轨道呈粗糙段、光滑段交替排列,每段长度都为L =0.5m 。
一玩具电动小车,通电以后以P =4W 的恒定功率工作,小车通电加速运动一段时间后滑入圆轨道,滑过最高点N ,再沿圆轨道滑出。
小车的质量m =0.4kg ,小车在各粗糙段轨道上所受的阻力恒为f =0.5N 。
(重力加速度g =10m/s 2;小车视为质点,不计空气阻力)。
(1)若小车恰能通过N 点完成实验,求进入Q 点时速度大小; (2)若小车通电时间t =1.4s ,求滑过N 点时小车对轨道的压力; (3)若小车通电时间t≤2.0s ,求小车可能停在P 点右侧哪几段轨道上。
【答案】(1)22m/s ;(2)6N ,方向竖直向上;(3)第7段和第20段之间 【解析】 【分析】 【详解】(1)小车恰能过N 点,则0N v =,Q →N 过程根据动能定理2211222N mg R mv mv -⋅=- 代入解得22m/s v =(2)A →N 过程2011202Pt fL mg R mv --⋅=- 代入解得15m/s v =在N 点时21N mv mg F R+= 代入解得N 6N F =根据牛顿第三定律可得小汽车对轨道压力大小6N ,方向竖直向上。
(3)设小汽车恰能过最高点,则0020Pt fL mg R --⋅=代入解得0 1.15s 2s t =<此时小汽车将停在12mg R n fL ⋅=代入解得1 6.4n =因此小车将停在第7段; 当通电时间 2.0s t =时020Pt fL n fL --=代入解得220n =因此小车将停在第20段;综上所述,当t ≤2.0s 时,小汽车将停在第7段和第20段之间。
动能定理经典试题(含答案)

动能定理经典试题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。
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)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=10.8J4、 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 220-5、 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 θ6、 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________.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。
动能定理经典试题

动能定理经典试题
1. 一个质点从静止出发,在水平面内受到一个力推动,速度逐渐增加到v。
求质点的动能增量。
答:动能增量为K = 1/2 mv^2
2. 一个质点从A点自由落体到B点,质量为m,A点高度为h,B点速度为v。
求质点在AB段的动能变化。
答:A点动能为0,B点动能为1/2 mv^2;因为质点自由落体,满足势能变化等于动能变化,所以质点在AB段的动能变化为
K = mgh - 1/2 mv^2。
3. 一个滑雪者从山顶出发,滑到平地,总下落高度为h,滑雪
者质量为m,摩擦力不计。
求滑雪者的最终速度。
答:由能量守恒原理,滑雪者的势能转化为动能,即mgh =
1/2 mv^2,解得v = (2gh)^1/2。
(完整版)动能定理习题(附答案)

A1、一质量为1kg 的物体被人用手由静止向上提高1m ,这时物体的速度是2m/s ,求: (1)物体克服重力做功. (2)合外力对物体做功. (3)手对物体做功. 解:(1) m 由A 到B : G 10J W mgh =-=-克服重力做功1G G 10J W W ==克(2) m 由A 到B ,根据动能定理2:2102J 2W mv ∑=-=(3) m 由A 到B :G F W W W ∑=+ F 12J W ∴=2、一个人站在距地面高h = 15m 处,将一个质量为m = 100g 的石块以v 0 = 10m/s 的速度斜向上抛出. (1)若不计空气阻力,求石块落地时的速度v .(2)若石块落地时速度的大小为v t = 19m/s ,求石块克服空气阻力做的功W .解:(1) m 由A 到B :根据动能定理:2201122mgh mv mv =-20m/s v ∴= (2) m 由A 到B ,根据动能定理3:22t 01122mgh W mv mv -=- 1.95J W ∴=3a 、运动员踢球的平均作用力为200N ,把一个静止的质量为1kg 的球以10m/s 的速度踢出,在水平面上运动60m 后停下. 求运动员对球做的功? 3b 、如果运动员踢球时球以10m/s 迎面飞来,踢出速度仍为10m/s ,则运动员对球做功为多少? 解: (3a)球由O 到A ,根据动能定理4:201050J 2W mv =-=(3b)球在运动员踢球的过程中,根据动能定理5:2211022W mv mv =-=1 不能写成:G10J W mgh ==. 在没有特别说明的情况下,G W 默认解释为重力所做的功,而在这个过程中重力所做的功为负.2 也可以简写成:“m :A B →:k W E ∑=∆Q ”,其中k W E ∑=∆表示动能定理.3 此处写W -的原因是题目已明确说明W 是克服空气阻力所做的功.4踢球过程很短,位移也很小,运动员踢球的力又远大于各种阻力,因此忽略阻力功.5 结果为0,并不是说小球整个过程中动能保持不变,而是动能先转化为了其他形式的能(主要是弹性势能,然后其他形式的能又转化为动能,而前后动能相等.v mv 'O A →A B →4、在距离地面高为H 处,将质量为m 的小钢球以初速度v 0竖直下抛,落地后,小钢球陷入泥土中的深度为h 求:(1)求钢球落地时的速度大小v . (2)泥土对小钢球的阻力是恒力还是变力? (3)求泥土阻力对小钢球所做的功. (4)求泥土对小钢球的平均阻力大小. 解:(1) m 由A 到B :根据动能定理:2201122mgH mv mv =-v ∴(2)变力6. (3) m 由B 到C ,根据动能定理:2f 102mgh W mv +=-()2f 012W mv mg H h ∴=--+(3) m 由B 到C : f cos180W f h =⋅⋅o()2022mv mg H h f h++∴=5、在水平的冰面上,以大小为F =20N 的水平推力,推着质量m =60kg 的冰车,由静止开始运动. 冰车受到的摩擦力是它对冰面压力的0. 01倍,当冰车前进了s 1=30m 后,撤去推力F ,冰车又前进了一段距离后停止. 取g = 10m/s 2. 求:(1)撤去推力F 时的速度大小. (2)冰车运动的总路程s .解: (1) m 由1状态到2状态:根据动能定理7: 2111cos0cos18002Fs mgs mv μ+=-o o3.74m/s v ∴==(2) m 由1状态到3状态8:根据动能定理: 1cos0cos18000Fs mgs μ+=-o o100m s ∴=6此处无法证明,但可以从以下角度理解:小球刚接触泥土时,泥土对小球的力为0,当小球在泥土中减速时,泥土对小球的力必大于重力mg ,而当小球在泥土中静止时,泥土对小球的力又恰等于重力mg . 因此可以推知,泥土对小球的力为变力.8也可以用第二段来算2s ,然后将两段位移加起来. 计算过程如下: m 由2状态到3状态:根据动能定理: 221cos18002mgs mv μ=-o270m s ∴=则总位移12100m s s s =+=.v t v vfA6、如图所示,光滑1/4圆弧半径为0.8m ,有一质量为1.0kg 的物体自A 点从静止开始下滑到B 点,然后沿水平面前进4m ,到达C 点停止. 求: (1)在物体沿水平运动中摩擦力做的功. (2)物体与水平面间的动摩擦因数.解:(1) m 由A 到C 9:根据动能定理:f 00mgR W +=-f 8J W mgR ∴=-=-(2) m 由B 到C :f cos180W mg x μ=⋅⋅o0.2μ∴=7、粗糙的1/4圆弧的半径为0.45m ,有一质量为0.2kg 的物体自最高点A 从静止开始下滑到圆弧最低点B 时,然后沿水平面前进0.4m 到达C 点停止. 设物体与轨道间的动摩擦因数为0.5 (g = 10m/s 2),求:(1)物体到达B 点时的速度大小.(2)物体在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功.解:(1) m 由B 到C :根据动能定理:2B 1cos18002mg l mv μ⋅⋅=-oB 2m/s v ∴=(2) m 由A 到B :根据动能定理:2f B 102mgR W mv +=- f 0.5J W ∴=- 克服摩擦力做功f 0.5J W W ==克f8、质量为m 的物体从高为h 的斜面上由静止开始下滑,经过一段水平距离后停止,测得始点与终点的水平距离为s ,物体跟斜面和水平面间的动摩擦因数相同,求:摩擦因数证:设斜面长为l ,斜面倾角为θ,物体在斜面上运动的水平位移为1s ,在水平面上运动的位移为2s ,如图所示10.m 由A 到B :根据动能定理: 2cos cos180cos18000mgh mg l mgs μθμ+⋅⋅+⋅=-o o又1cos l s θ=Q 、12s s s =+ 则11:0h s μ-= 即: hsμ=9也可以分段计算,计算过程略.10 题目里没有提到或给出,而在计算过程中需要用到的物理量,应在解题之前给出解释。
高中物理动能定理的综合应用题20套(带答案)含解析

高中物理动能定理的综合应用题20套(带答案)含解析一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1.如图所示,倾角为37°的粗糙斜面AB 底端与半径R=0.4 m 的光滑半圆轨道BC 平滑相连,O 点为轨道圆心,BC 为圆轨道直径且处于竖直方向,A 、C 两点等高.质量m=1 kg 的滑块从A 点由静止开始下滑,恰能滑到与O 点等高的D 点,g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ;(2)要使滑块能到达C 点,求滑块从A 点沿斜面滑下时初速度v 0的最小值;(3)若滑块离开C 点的速度为4 m/s ,求滑块从C 点飞出至落到斜面上所经历的时间. 【答案】(1)0.375(2)3/m s (3)0.2s 【解析】试题分析:⑴滑块在整个运动过程中,受重力mg 、接触面的弹力N 和斜面的摩擦力f 作用,弹力始终不做功,因此在滑块由A 运动至D 的过程中,根据动能定理有:mgR -μmgcos37°2sin 37R︒=0-0 解得:μ=0.375⑵滑块要能通过最高点C ,则在C 点所受圆轨道的弹力N 需满足:N≥0 ①在C 点时,根据牛顿第二定律有:mg +N =2Cv m R② 在滑块由A 运动至C 的过程中,根据动能定理有:-μmgcos37°2sin 37R ︒=212C mv -2012mv ③ 由①②③式联立解得滑块从A 点沿斜面滑下时的初速度v 0需满足:v 03gR =23 即v 0的最小值为:v 0min =3⑶滑块从C 点离开后将做平抛运动,根据平抛运动规律可知,在水平方向上的位移为:x =vt ④在竖直方向的位移为:y =212gt ⑤ 根据图中几何关系有:tan37°=2R yx-⑥ 由④⑤⑥式联立解得:t =0.2s考点:本题主要考查了牛顿第二定律、平抛运动规律、动能定理的应用问题,属于中档题.2.为了备战2022年北京冬奥会,一名滑雪运动员在倾角θ=30°的山坡滑道上进行训练,运动员及装备的总质量m=70 kg .滑道与水平地面平滑连接,如图所示.他从滑道上由静止开始匀加速下滑,经过t=5s 到达坡底,滑下的路程 x=50 m .滑雪运动员到达坡底后又在水平面上滑行了一段距离后静止.运动员视为质点,重力加速度g=10m/s2,求:(1)滑雪运动员沿山坡下滑时的加速度大小a ; (2)滑雪运动员沿山坡下滑过程中受到的阻力大小f ; (3)滑雪运动员在全过程中克服阻力做的功W f . 【答案】(1)4m/s 2(2)f = 70N (3)1.75×104J 【解析】 【分析】(1)运动员沿山坡下滑时做初速度为零的匀加速直线运动,已知时间和位移,根据匀变速直线运动的位移时间公式求出下滑的加速度.(2)对运动员进行受力分析,根据牛顿第二定律求出下滑过程中受到的阻力大小. (3)对全过程,根据动能定理求滑雪运动员克服阻力做的功. 【详解】(1)根据匀变速直线运动规律得:x=12at 2 解得:a=4m/s 2(2)运动员受力如图,根据牛顿第二定律得:mgsinθ-f=ma解得:f=70N(3)全程应用动能定理,得:mgxsinθ-W f =0 解得:W f =1.75×104J 【点睛】解决本题的关键要掌握两种求功的方法,对于恒力可运用功的计算公式求.对于变力可根据动能定理求功.3.如图所示,AC 为光滑的水平桌面,轻弹簧的一端固定在A 端的竖直墙壁上.质量1m kg =的小物块将弹簧的另一端压缩到B 点,之后由静止释放,离开弹簧后从C 点水平飞出,恰好从D 点以10/D v m s =的速度沿切线方向进入竖直面内的光滑圆弧轨道(DEF 小物体与轨道间无碰撞).O 为圆弧轨道的圆心,E 为圆弧轨道的最低点,圆弧轨道的半径1R m =,60DOE ∠=o ,37.EOF ∠=o小物块运动到F 点后,冲上足够长的斜面FG ,斜面FG 与圆轨道相切于F 点,小物体与斜面间的动摩擦因数0.5.sin370.6μ==o ,cos370.8=o ,取210/.g m s =不计空气阻力.求:(1)弹簧最初具有的弹性势能;(2)小物块第一次到达圆弧轨道的E 点时对圆弧轨道的压力大小;(3)判断小物块沿斜面FG 第一次返回圆弧轨道后能否回到圆弧轨道的D 点?若能,求解小物块回到D 点的速度;若不能,求解经过足够长的时间后小物块通过圆弧轨道最低点E 的速度大小.【答案】()11?.25J ;()2 30N ;()3 2/m s . 【解析】 【分析】 【详解】(1)设小物块在C 点的速度为C v ,则在D 点有:C D v v cos60o=设弹簧最初具有的弹性势能为p E ,则:2P C 1E mv 2= 代入数据联立解得:p E 1.25J =;()2设小物块在E 点的速度为E v ,则从D 到E 的过程中有:()22E D 11mgR 1cos60mv mv 22-=-o 设在E 点,圆轨道对小物块的支持力为N ,则有:2E v N mg R-=代入数据解得:E v 25m /s =,N 30N =由牛顿第三定律可知,小物块到达圆轨道的E 点时对圆轨道的压力为30 N ;()3设小物体沿斜面FG 上滑的最大距离为x ,从E 到最大距离的过程中有:()()2E 1mgR 1cos37mgsin37μmgcos37x 0mv 2o o o ---+=-小物体第一次沿斜面上滑并返回F 的过程克服摩擦力做的功为f W ,则f W 2x μmgcos37=o小物体在D 点的动能为KD E ,则:2KD D 1E mv 2=代入数据解得:x 0.8m =,f W 6.4J =,KD E 5J =因为KD f E W <,故小物体不能返回D 点.小物体最终将在F 点与关于过圆轨道圆心的竖直线对称的点之间做往复运动,小物体的机械能守恒,设最终在最低点的速度为Em v ,则有:()2Em 1mgR 1cos37mv 2-=o 代入数据解得:Em v 2m /s =答:()1弹簧最初具有的弹性势能为1.25J ;()2小物块第一次到达圆弧轨道的E 点时对圆弧轨道的压力大小是30 N ;()3小物块沿斜面FG 第一次返回圆弧轨道后不能回到圆弧轨道的D 点.经过足够长的时间后小物块通过圆弧轨道最低点E 的速度大小为2 m /s . 【点睛】(1)物块离开C 点后做平抛运动,由D 点沿圆轨道切线方向进入圆轨道,知道了到达D 点的速度方向,将D 点的速度分解为水平方向和竖直方向,根据角度关系求出水平分速度,即离开C 点时的速度,再研究弹簧释放的过程,由机械能守恒定律求弹簧最初具有的弹性势能;()2物块从D 到E ,运用机械能守恒定律求出通过E 点的速度,在E 点,由牛顿定律和向心力知识结合求物块对轨道的压力;()3假设物块能回到D 点,对物块从A 到返回D 点的整个过程,运用动能定理求出D 点的速度,再作出判断,最后由机械能守恒定律求出最低点的速度.4.某物理小组为了研究过山车的原理提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为θ=53°,长为L 1=7.5m 的倾斜轨道AB ,通过微小圆弧与足够长的光滑水平轨道BC 相连,然后在C 处连接一个竖直的光滑圆轨道.如图所示.高为h =0.8m 光滑的平台上有一根轻质弹簧,一端被固定在左面的墙上,另一端通过一个可视为质点的质量m =1kg 的小球压紧弹簧,现由静止释放小球,小球离开台面时已离开弹簧,到达A 点时速度方向恰沿AB 方向,并沿倾斜轨道滑下.已知小物块与AB 间的动摩擦因数为μ=0.5,g 取10m/s 2,sin53°=0.8.求:(1)弹簧被压缩时的弹性势能; (2)小球到达C 点时速度v C 的大小;(3)小球进入圆轨道后,要使其不脱离轨道,则竖直圆弧轨道的半径R 应该满足什么条件. 【答案】(1)4.5J ;(2)10m/s ;(3)R ≥5m 或0<R ≤2m 。
物理动能与动能定理题20套(带答案)及解析

物理动能与动能定理题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1.如图所示,两物块A 、B 并排静置于高h=0.80m 的光滑水平桌面上,物块的质量均为M=0.60kg .一颗质量m=0.10kg 的子弹C 以v 0=100m/s 的水平速度从左面射入A ,子弹射穿A 后接着射入B 并留在B 中,此时A 、B 都没有离开桌面.已知物块A 的长度为0.27m ,A 离开桌面后,落地点到桌边的水平距离s=2.0m .设子弹在物块A 、B 中穿行时受到的阻力大小相等,g 取10m/s 2.(平抛过程中物块看成质点)求:(1)物块A 和物块B 离开桌面时速度的大小分别是多少; (2)子弹在物块B 中打入的深度;(3)若使子弹在物块B 中穿行时物块B 未离开桌面,则物块B 到桌边的最小初始距离.【答案】(1)5m/s ;10m/s ;(2)23.510B m L -=⨯(3)22.510m -⨯【解析】 【分析】 【详解】试题分析:(1)子弹射穿物块A 后,A 以速度v A 沿桌面水平向右匀速运动,离开桌面后做平抛运 动: 212h gt =解得:t=0.40s A 离开桌边的速度A sv t=,解得:v A =5.0m/s 设子弹射入物块B 后,子弹与B 的共同速度为v B ,子弹与两物块作用过程系统动量守恒:0()A B mv Mv M m v =++B 离开桌边的速度v B =10m/s(2)设子弹离开A 时的速度为1v ,子弹与物块A 作用过程系统动量守恒:012A mv mv Mv =+v 1=40m/s子弹在物块B 中穿行的过程中,由能量守恒2221111()222B A B fL Mv mv M m v =+-+① 子弹在物块A 中穿行的过程中,由能量守恒22201111()222A A fL mv mv M M v =--+②由①②解得23.510B L -=⨯m(3)子弹在物块A 中穿行过程中,物块A 在水平桌面上的位移为s 1,由动能定理:211()02A fs M M v =+-③子弹在物块B 中穿行过程中,物块B 在水平桌面上的位移为s 2,由动能定理2221122B A fs Mv Mv =-④ 由②③④解得物块B 到桌边的最小距离为:min 12s s s =+,解得:2min 2.510s m -=⨯考点:平抛运动;动量守恒定律;能量守恒定律.2.某小型设备工厂采用如图所示的传送带传送工件。
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 。
动能定理典型例题

动能定理典型例题【例题】1、一架喷气式飞机,质量m=5.0×103kg,起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s=5.3×102m,达到起飞速度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。
2、在动摩擦因数为μ的粗糙水平面上,有一个物体的质量为m,初速度为V1,在与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移S,如图所示,试求物体的末速度V2。
拓展:若施加的力F变成斜向右下方且与水平方向成θ角,求物体的末速度V2V滑上动摩擦因数为μ的粗糙水平面上,最后3、一个质量为m的物体以初速度静止在水平面上,求物体在水平面上滑动的位移。
4、一质量为m的物体从距地面高h的光滑斜面上滑下,试求物体滑到斜面底端的速度。
拓展1:若斜面变为光滑曲面,其它条件不变,则物体滑到斜面底端的速度是多少?拓展2:若曲面是粗糙的,物体到达底端时的速度恰好为零,求这一过程中摩擦力做的功。
类型题题型一:应用动能定理求解变力做功1、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,从平衡位置缓慢地移Q点如图所示,则此过程中力F所做的功为()A.mgLcos0 B.FLsinθC.FLθ∙D.(1cos).-mgLθ2、如图所示,质量为m的物体静放在光滑的平台上,系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮由地面上以速度V向右匀速运动的人拉着,设人从地面上由平台的边缘向右行至绳与水平方向成30角处,在此过程中人所做的功为多少?3、一个质量为m的小球拴在钢绳的一端,另一端用大小为F1的拉力作用,在水平面上做半径为R1的匀速圆周运动(如图所示),今将力的大小改为F2,使小球仍在水平面上做匀速圆周运动,但半径变为R2,小球运动的半径由R1变为R过程中拉力对小球做的功多大?4、如图所示,AB为1/4圆弧轨道,半径为R=0.8m,BC是水平轨道,长S=3m,BC处的摩擦系数为μ=1/15,今有质量m=1kg的物体,自A点从静止起下滑到C 点刚好停止。
动能定理有详解答案

2015动能定理试题一、选择题(题型注释)1.如图所示,一个质量为m,均匀的细链条长为L,置于光滑水平桌面上,用手按住一端,使L/2长部分垂在桌面下,(桌面高度大于链条长度,取桌面为零势能面),则链条的重力势能为()2.如图4所示,一小球用轻绳悬挂在某固定点,现将轻绳水平拉直,然后由静止开始释放小球。
不计空气阻力,分析小球由静止开始运动到最低点的过程,以下结论正确的有A.小球的速率不断增大B.重力的功率不断增大C.绳子的拉力不断增大D.绳子拉力的功率不断增大3.将横截面积为S的玻璃管弯成如图5-4-5所示的连通器,放在水平桌面上,左、右管处在竖直状态,先关闭阀门K,往左、右管中分别注入高度为h1和h2、密度为ρ的液体,然后打开阀门K,直到液体静止.在上述过程中,液体的重力势能减少量为()A.ρgS(h1-h2)(h1-h2)2 图5-4-5(h1-h2)2(h1-h2)45-4-8所示,重物A质量为m.弹簧长为L,劲度系数为k,下端与物体A相拴接.现将弹簧上端点P缓慢地竖直提起一段高度h使重物A离开地面.这时重物具有的重力势能为(以地面为零势能面)()A.mg(L-h)B.mg(h-L+mg/k)C.mg(h-mg/k)D.mg(h-L-mg/k)5.一质量为m的小球,用长为L的轻绳悬挂于O点,小球在水平力F作用下,从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点,如图7-5-11所示.则水平力F所做的功为()图7-5-11A.mgL cosθB.mgL(1-cosθ)C.FL sinθD.FLθ6.一质量均匀的不可伸长的绳索(其重不可忽略),A、B两端固定在天花板上,如图7-5-7所示,今在最低点C施加一竖直向下的力将绳索拉至D点,在此过程中,绳索的重心位置将( )图7-5-7A.逐渐升高B.逐渐降低C.先降低后升高D.始终不变7.质量为30 kg 的小孩从高度为2.0 m 的滑梯顶端由静止开始滑下,滑到底端时的速度为2.0 m/s.取g =10 m/s 2,关于力对小孩做的功,以下结果正确的是( )A.支持力做功50 JB.阻力做功540 JC.合外力做功60 JD.重力做功500 J8.如图所示,细线的一端固定于O 点,另一端系一小球.在水平拉力F 作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点.在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是A .逐渐增大B .逐渐减小C .先增大,后减小D .先减小,后增大9.小球由地面竖直上抛,上升的最大高度为H ,设所受阻力大小恒定,地面为零势能面。
高中物理动能定理的综合应用题20套(带答案)含解析

高中物理动能定理的综合应用题20套(带答案)含解析一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1.如图所示,竖直平面内的轨道由直轨道AB 和圆弧轨道BC 组成,直轨道AB 和圆弧轨道BC 平滑连接,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一个半径为=0.4m R 的圆轨道;(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)若已知小球质量m =0.1kg ,斜面高h =2m ,小球运动到C 点时对轨道压力为mg ,求全过程中摩擦阻力做的功.【答案】(1)1m ;(2) -0.8J ; 【解析】 【详解】(1)小球刚好到达C 点,重力提供向心力,由牛顿第二定律得:2v mg m R=从A 到C 过程机械能守恒,由机械能守恒定律得:()2122mg h R mv -=, 解得:2.5 2.50.4m 1m h R ==⨯=;(2)在C 点,由牛顿第二定律得:2Cv mg mg m R+=,从A 到C 过程,由动能定理得:()21202f C mgh R W mv -+=-, 解得:0.8J f W =-;2.如图所示,在粗糙水平面上有一质量为M 、高为h 的斜面体,斜面体的左侧有一固定障碍物Q,斜面体的左端与障碍物的距离为d .将一质量为m 的小物块置于斜面体的顶端,小物块恰好能在斜面体上与斜面体一起保持静止;现给斜面体施加一个水平向左的推力,使斜面体和小物块一起向左匀加速运动,当斜面体到达障碍物与其碰撞后,斜面体立即停止运动,小物块水平抛出,最后落在障碍物的左侧P 处(图中未画出),已知斜面体与地面间的动摩擦因数为μ1,斜面倾角为θ,重力加速度为g,滑动摩擦力等于最大静摩擦力,求:(1)小物块与斜面间的动摩擦因数μ2;(2)要使物块在地面上的落点P 距障碍物Q 最远,水平推力F 为多大; (3)小物块在地面上的落点P 距障碍物Q 的最远距离. 【答案】(1)2tan μθ= (2)()()1sin cos tan M m g F M m g sin θμθθθ+=++-(3)2sin cos tan tan hd hsin θθθθθ- 【解析】 【分析】对m 受力分析,由共点力平衡条件可以求出动摩擦因数;以m 为研究对象,求出最大加速度,以系统为研究对象,由牛顿第二定律求出最大推力;对系统由动能定理求出最大速度,然后由平抛运动规律求出最大水平位移. 【详解】(1)对m 由平衡条件得:mgsinθ-μ2mgcosθ=0 解得:μ2=tanθ(2)对m 设其最大加速度为a m ,由牛顿第二定律得 水平方向:Nsinθ+μ2Ncosθ=ma m 竖直方向:Ncosθ-μ2Nsinθ-mg =0 解得:2sin cos tan sin g a θθθθ=-对M 、m 整体由牛顿第二定律得:F -μ1(M +m )g =(M +m )a m 解得:()()12sin cos tan sin M m g F M m g θμθθθ+=++- (3)对M 、m 整体由动能定理得:()()2112Fd M m gd M m v μ-+=+ 解得:sin cos tan sin dg v θθθθ=-对m 由平抛运动规律得: 水平方向:tan p hx vt θ+= 竖直方向:212h gt =解得:2sin 2cos tan sin tan p hd hx θθθθθ=-- 【点睛】本题主要考查了应用平衡条件、牛顿第二定律、动能定理、平抛运动规律即可正确解题.3.如图所示,固定斜面的倾角α=30°,用一沿斜面向上的拉力将质量m =1kg 的物块从斜面底端由静止开始拉动,t =2s 后撤去该拉力,整个过程中物块上升的最大高度h =2.5m ,物块与斜面间的动摩擦因数μ=36.重力加速度g =10m/s 2.求:(1)拉力所做的功; (2)拉力的大小.【答案】(1)40J F W = (2)F =10N 【解析】 【详解】(1)物块从斜面底端到最高点的过程,根据动能定理有:cos 0sin F hW mg mgh μαα-⋅-= 解得拉力所做的功40F W J = (2)F W Fx =由位移公式有212x at = 由牛顿第二定律有cos sin F mg mg ma μαα--=解得拉力的大小F=10N.4.如图所示,一质量为m 的小球从半径为R 的竖直四分之一圆弧轨道的顶端无初速释放,圆弧轨道的底端水平,离地面高度为R 。
动能定理典型分类例题(经典题型)

动能定理典型分类例题模型一 水平面问题1、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2.两个材料相同的物体,甲的质量大于乙的质量,以相同的初速度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3、 一个物体静止在不光滑的水平面上,已知m=1kg ,u=0.1,现用水平外力F=2N ,拉其运动5m 后立即撤去水平外力F ,求其还能滑 m (g 取2/10s m )4.一个物体静止在不光滑的水平面上,已知m=1kg ,u=0.1,现外力F=2N ,斜向上与水平面成37度拉其运动5m 后立即撤去水平外力F ,求其还能滑 m (g 取2/10s m )4.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α,木箱与冰道间的动摩擦因数为μ,木箱获得的速度(如图)。
5.一辆汽车沿着平直的道路行驶,遇有紧急情况而刹车,刹车后轮子只滑动不滚动,从刹车开始到汽车停下来,汽车前进12m 。
已知轮胎与路面之间的滑动摩擦系数为0.7,求刹车前汽车的行驶速度。
5、总质量为M 的列车,沿水平直线轨道匀速前进,其末节车厢质量为m ,中途脱节,司机发觉时,机车已行驶L 的距离,于是立即关闭油门,除去牵引力,如图所示。
设运动的阻力与质量成正比,机车的牵引力是恒定的。
当列车的两部分都停止时,它们的距离是多少?模型二 斜面问题 基础1质量为2kg 的物体在沿斜面方向拉力F 为40N 的作用下从静止出发沿倾角为37o的斜面上滑,物体与斜面的摩擦系数为0.40,求物体在斜面上滑行5m 时的速度。
基础2质量为2kg 的物体在水平力F 为40N 的作用下从静止出发沿倾角为37o 的斜面上滑,物体与斜面的摩擦系数为0.40,求物体在斜面上滑行5m 时的速度。
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动能定理试题
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。
2、 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-
3、 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 θ
B. mgl (1-cos θ)
C. Fl cos θ
D. Flsin θ
4、 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________.
5、 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。
已知工件与传送带间的动摩擦因数2
3=μ,g 取10m/s 2。
(1) 试通过计算分析工件在传送带上做怎样的运动?
(2) 工件从传送带底端运动至h =2m 高处的过程中摩擦力对工件做了多少功?.
6、 如图4所示,AB 为1/4圆弧轨道,半径为R=0.8m ,BC 是水平轨道,长S=3m ,BC 处的摩擦系数为μ=1/15,今有质量m=1kg 的物体,自A 点从静止起下滑到C 点刚好停止。
求物体在轨道AB 段所受的阻力对物体做的功。
2-7-3 θ F O P
Q l
2-7-4
7、 电动机通过一条绳子吊起质量为8kg 的物体。
绳的拉力不能超过120N ,电动机的功率不能超过1 200W ,要将此物体由静止起,用最快的方式将物体吊高90m (已知物体在被吊高90m 以前已开始以最大速度匀速上升),所需时间为多少?(g 取10 m/s 2
)
8、 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,测得停止处对开始运动处的水平距离为S ,如图2-7-6,不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用,并设斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同.求动摩擦因数μ.
9、 从离地面H 高处落下一只小球,小球在运动过程中所受的空气阻力是它重力的k (k<1)倍,而小球与地面相碰后,能以相同大小的速率反弹,求:
(1) 小球第一次与地面碰撞后,能够反弹起的最大高度是多少?
(2) 小球从释放开始,直至停止弹跳为止,所通过的总路程是多少?
10、 新疆达坂城风口的风速约为v=20m/s ,设该地空气的密度为ρ=1.4kg/m 3,若把通过横截面积
S=20m 2的风能的50%转化为电能,利用上述已知量推导计算电功率的公式,并求出发电机电功率的大小。
11、 质量为M 、长度为d 的木块,放在光滑的水平面上,在木块右边有一个销钉把木块挡住,使木块不能向右滑动。
质量为m 的子弹以水平速度V 0射入木块,刚好能将木块射穿。
现在拔去销钉,使木块能在水平面上自由滑动,而子弹仍以水平速度V 0射入静止的木块。
设子弹在木块中受阻力恒定。
求:(1)子弹射入木块的深度
(2)从子弹开始进入木块到与木块相对静止的过程中,木块的位移
是多大?
2-7-6 l S 2-7-7 d V 0
参考答案:
1、解答:取飞机为研究对象,对起飞过程研究。
飞机受到重力G 、支持力N 、牵引力F 和阻力f 作用,如图2-7-1所示
各力做的功分别为W G =0,W N =0,W F =Fs ,W f =-kmgs.
起飞过程的初动能为0,末动能为22
1mv 据动能定理得: 代入数据得:
2、解答 小球下落为曲线运动,在小球下落的整个过程中,对小球应用动能定理,有 2022121mv mv mgh -=
, 解得小球着地时速度的大小为 =v gh v 220+。
正确选项为C 。
3、解答 将小球从位置P 很缓慢地拉到位置Q 的过程中,球在任一位置均可看作处于平衡状态。
由平衡条件可得F=mg tan θ,可见,随着θ角的增大,F 也在增大。
而变力的功是不能用W= Fl cos θ求解的,应从功和能关系的角度来求解。
小球受重力、水平拉力和绳子拉力的作用,其中绳子拉力对小球不做功,水平拉力对小球做功设为W ,小球克服重力做功mgl (1-cos θ)。
小球很缓慢移动时可认为动能始终为0,由动能定理可得 W -mgl (1-cos θ)=0,
W = mgl (1-cos θ)。
正确选项为B 。
4、32
FR 5、解答 (1) 工件刚放上皮带时受滑动摩擦力 θμcos mg F =,
工件开始做匀加速直线运动,由牛顿运动定律 ma mg F =-θsin
可得 )30sin 30cos 2
3(10)sin cos (sin 00-⨯=-=-=θθμθg g m F a m/s 2=2.5m/s 2。
设工件经过位移x 与传送带达到共同速度,由匀变速直线运动规律可得 5
.22222
20⨯==a v x m=0.8m <4m 。
故工件先以2.5m/s 2的加速度做匀加速直线运动,运动0.8m 与传送带达到共同速度2m/s 后做匀速直线运动。
(2) 在工件从传送带底端运动至h =2m 高处的过程中,设摩擦力对工件做功W f ,由动能定理 202
1mv mgh W f =-, 可得 210102120⨯⨯=+
=mv mgh W f J 22102
1⨯⨯+J=220J 。
N G f F
02
12-=-mv kmgs Fs N s v m kmg F 42
108.12⨯=+=
6、解答:物体在从A 滑到C 的过程中,有重力、AB 段的阻力、BC 段的摩擦力共三个力做功,W G =mgR ,f BC =umg ,由于物体在AB 段受的阻力是变力,做的功不能直接求。
根据动能定理可知:W 外=0, 所以mgR-umgS-W AB =0
即W AB =mgR-umgS=1×10×0.8-1×10×3/15=6(J)
7、解答 起吊最快的方式是:开始时以最大拉力起吊,达到最大功率后维持最大功率起吊。
在匀加速运动过程中,加速度为 8108120⨯-=-=m mg F a m m/s
2=5 m/s 2, 末速度 1202001==
m m t F P v m/s=10m/s , 上升时间 5
101==a v t t s=2s , 上升高度 5
21022
21⨯==a v h t m=10m 。
在功率恒定的过程中,最后匀速运动的速度为
10
82001⨯==mg P v m m m/s=15m/s , 由动能定理有 22122
121)(t m m mv mv h h mg t P -=
--, 解得上升时间 200
1)1015(821)1090(108)(21)(222212-⨯⨯+-⨯⨯=-+-=m t m P v v m h h mg t s=5.75s 。
所以,要将此物体由静止起,用最快的方式将物体吊高90m ,所需时间为
t=t 1+t 2=2s+5.75s=7.75s 。
8、解答 设该斜面倾角为α,斜坡长为l ,则物体沿斜面下滑时,重力和摩擦力在斜面上的功分别为:
物体在平面上滑行时仅有摩擦力做功,设平面上滑行距离为S 2,则
对物体在全过程中应用动能定理:ΣW=ΔEk.
mglsinα-μmglcosα-μmgS 2=0
得 h -μS 1-μS 2=0.
式中S1为斜面底端与物体初位置间的水平距离.故
αμcos 1mgl W f -=mgh mgl W G ==αsin
9、解答:(1) 设小球第一次与地面碰撞后,能够反弹起的最大高度是h ,则由动能定理得:mg(H-h)-kmg(H+h)=0
解得 H k
k h +-=11 (2)、设球从释放开始,直至停止弹跳为止,所通过的总路程是
S ,对全过程由动能定理得mgH-kmgS=0
解得 k
H S = 10、解答 首先建立风的“柱体模型”,如图2-7-7所示,设经过时间t 通过截面S 的空气的质量为m ,则有
m =ρV=ρSl=ρSvt 。
这部分空气的动能为 t Sv v Svt mv E 322212121ρρ=⋅⋅==∆。
因为风的动能只有50%转化为电能,所以其电功率的表达式为
334
1%5021%50Sv t t Sv t E P ρρ=⨯=⨯∆=。
代入数据得 320204.14
1⨯⨯⨯=P W=5.6×104W 。
11. (1) X = Md/(M +m ) (2) S 2=
2
)(m M Mmd +
2-7-7。