动能定理习题(附答案)
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。
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。
动能定理练习题(附答案)
mgs2 cos180o 0 1 mv2 2
s2 70m 则总位移 s s1 s2 100m .
. 计算过程如下:
(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:
Fs1 cos0o
mgs1 cos180o 1 mv2 0 2
v 14m/s 3.74m/s (2) m 由 1 状态到 3 状态 8:根据动能定理:
Fs1 cos0o mgs cos180o 0 0
s 100m
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 s1=30m 后 ,撤去推力 F ,冰车又前
进了一段距离后停止 . 取 g = 10m/s2. 求:
(1) 撤去推力 F 时的速度大小 .
动能定理练习题
1、 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
(1) 物体克服重力做功 . (2)合外力对物体做功 . 解: (1) m 由 A 到 B: WG mgh 10J
克服重力做功 1 W克G WG 10J
(3)手对物体做功 .
(2) m 由 A 到 B,根据动能定理 2:
N
N
1 f
m
F
f2
v
mg
s1 mg
3 s2
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,
【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。
物理动能和动能定理经典试题(含答案)
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 θ D 。
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。
动能定理练习题附答案
动能定理练习题附答案动能定理1.在距离地面H的高度,以初始速度v0垂直向下投掷质量为M的小钢球。
着陆后,小钢球进入土壤的深度为h。
计算:(1)求钢球落地时的速度大小v.(2)土壤对小钢球的阻力是恒定的还是可变的?(3)求出接地电阻对小钢球所做的功(4)求出土壤对小钢球溶液的平均电阻:(1)m由a到b:根据动能定理:V0AMGHV112GH?mv2?mv0222?五、2gh?v0bmgvt?0ch(2)可变力I(3)m由b到c,根据动能定理:1米高?wf?0 mv2212?wf??mv0?mg?h?h?2wf?FHcos180?2mv0?2mg?h?h?(4)m由b到c:F2小时提示:此题可有a到c全程列动能定理,可以试试!2.在水平冰面上,以F=20n的水平推力推动质量为M=60kg的冰车,从静止状态开始移动。
冰车的摩擦力是其在冰面上压力的0.01倍。
当冰车向前移动S1=30m时,去掉推力F,冰车向前移动一定距离后停止,取g=10m/S2,求出:(1)去掉推力F时的速度(2)溜冰的总距离S。
解:(1)m由1状态到2状态:根据动能定理1:FNN1MGFFS12V31FS1COS0mgs1cos180??mv2?02五、14米/秒?3.74米/秒mgs2(2)m由1状态到3状态2:根据动能定理:-1-fs1cos0mgscos180??0?0?s?100m3.如图所示,光滑的1/4圆弧半径为0.8m,质量为1.0kg的物体从a点滑动到B点,然后沿水面向前移动4m,并在C点停止:(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从a到C3:根据动能定理:mgr?wf?0?0?wf??mgr??8j法格诺尔?fbmg?从B到C的Camgrnox(2)m:wf??mg?x?cos1800.2fbmg?补体第四成份。
车辆质量m=2×103kg,从静止状态开始,以20kW的恒定功率沿直线行驶,60s后车辆达到最大速度20m/s。
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。
物理动能和动能定理经典试题(含答案)
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。
动能定理练习题(附答案)
动能定理练习题(附答案)2012年3月1、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: 221122mgh mv mv =-20m/s v ∴=(2) m 由A 到B ,根据动能定理3:1不能写成:G 10J 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 ∑=∆”,其中k W E ∑=∆表示动能定理.A22t 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 =-=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: 221122mgH mv mv =-v ∴(2)变力6.(3) m 由B 到C ,根据动能定理: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. 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.v m0v 'O A →A B→v t v2f 102mgh W mv +=-()2f 012W mv mg H h ∴=--+(3) m 由B 到C : f cos180W f h =⋅⋅()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+=-3.74m/s v ∴=(2) m 由1状态到3状态8:根据动能定理: 1cos0cos18000Fs mgs μ+=-100m s ∴=6、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:78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=-270m s ∴=则总位移12100m s s s =+=.fA(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=⋅⋅0.2μ∴=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: 2B1cos18002mg l mv μ⋅⋅=-B 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,求证:hsμ=. 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+⋅⋅+⋅=-9 也可以分段计算,计算过程略.10A又1cos l s θ=、12s s s =+ 则11:0h s μ-=即:hsμ=证毕.9、质量为m 的物体从高为h 的斜面顶端自静止开始滑下,最后停在平面上的B 点. 若该物体从斜面的顶端以初速度v 0沿斜面滑下,则停在平面上的C 点. 已知AB = BC ,求物体在斜面上克服摩擦力做的功. 解:设斜面长为l ,AB 和BC 之间的距离均为s ,物体在斜面上摩擦力做功为f W . m 由O 到B :根据动能定理:f 2cos18000mgh W f s ++⋅⋅=-m 由O 到C :根据动能定理:2f 2012cos18002mgh W f s mv ++⋅⋅=- 2f 012W mv mgh ∴=-克服摩擦力做功2f 012W W mgh mv ==-克f10、汽车质量为m = 2×103kg ,沿平直的路面以恒定功率20kW 由静止出发,经过60s ,汽车达到最大速度20m/s. 设汽车受到的阻力恒定. 求: (1)阻力的大小.(2)这一过程牵引力所做的功.11具体计算过程如下:由1cos l s θ=,得:12cos180cos18000mgh mg s mgs μμ+⋅⋅+⋅=-()120mgh mg s s μ-⋅+=由12s s s =+,得:0mgh mgs μ-=即:0h s μ-=(3)这一过程汽车行驶的距离. 解12:(1)汽车速度v 达最大m v 时,有F f =,故: m m P F v f v =⋅=⋅1000N f ∴=(2)汽车由静止到达最大速度的过程中:6F 1.210J W P t =⋅=⨯(2)汽车由静止到达最大速度的过程中,由动能定理:2F m 1cos18002W f l mv +⋅⋅=-800m l ∴=11.AB 是竖直平面内的四分之一圆弧轨道,在下端B 与水平直轨道相切,如图所示。
(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。
高考物理动能与动能定理题20套(带答案)含解析
高考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.某游乐场拟推出一个新型滑草娱乐项目,简化模型如图所示。
高中物理-动能定理典型练习题(含答案)
图 5-3-5动能定理典型练习题 典型例题讲解1.下列说法正确的是( ) A 做直线运动的物体动能不变,做曲线运动的物体动能变化 B 物体的速度变化越大,物体的动能变化也越大 C 物体的速度变化越快,物体的动能变化也越快 D 物体的速率变化越大,物体的动能变化也越大 【解析】 对于给定的物体来说,只有在速度的大小(速率)发生变化时它的动能才改变,速度 的变化是矢量,它完全可以只是由于速度方向的变化而引起•例如匀速圆周运动 .速度变化的快 慢是指加速度,加速度大小与速度大小之间无必然的联系 【答案】D 2•物体由高岀地面 H 高处由静 进入沙坑h 停止(如图5-3-4所 的多少倍? 止自由落下,不考虑空气阻力,落至沙坑表面 示).求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力【解析】选物体为研究对象, 先研究自由落体过程,只有重 图 5-3-4力做功,设物体质量为 m ,落到沙坑表面时速度为V ,根据动能定理有 mgH 1mv 2 0 ① 再研究物体在沙坑中的运动过程,重力做正功,阻做负功,根据动能定理有 1mgh Fh 0 mv 2 ② 由①②两式解得 F H h mg h 另解:研究物体运动的全过程,根据动能定理有 mg(H h) Fh 0 0 0 解得H h mg h 3.如图5-3-5所示,物体沿一曲面从 A 点无初速度滑下,滑至曲面的最低点 B 时,下滑高度为 【解析】设物体克服摩擦力 5m ,若物体的质量为 Ikg ,物体克服阻力所做的功为多 到B 点时的速度为6m/s ,则在下滑过程中, 少?(g 取 10m/s 2)所做的功为W ,对物体由A运动到B 用动能定理得即物体克服阻力所做的功为 32J.课后创新演练1•一质量为1.0kg 的滑块,以4m/s 的初速度在光滑水平面上向左滑行,从某一时刻起一向右水 平力作用于滑块,经过一段时间,滑块的速度方向变为向右,大小为 4m/s ,则在这段时间内水平力所做的功为( A )A • 0B • 8JC • 16JD • 32J2.两物体质量之比为 1:3,它们距离地面高度之比也为1:3,让它们自由下落,它们落地时的动能之比为(C ) A • 1:3B • 3:1C • 1:9D • 9:13 • 一个物体由静止沿长为 L 的光滑斜面下滑当物体的速度达到末速度一半时,物体沿斜面下滑了( A ) 1 — A • B • ( 2 1)L4C •LD •L224•如图5-3-6所示,质量为 M 的木块放在光滑的水平面上, 质量为m 的子弹以速度 v o 沿水平射中木块,并最终留在木块中与木块一起以速度v 运动•已知当子弹相对木块静止时,木块前进距离L ,子弹进入木块的深度为s •若木块对子弹的阻力f 视为恒定,则下列关系式中正确的是1f ( L + s ) = — mv o25•如图5-3-7所示,质量为 m 的物体静放在水平光滑平台上,系在物体上的绳子跨过光滑的定 滑轮由地面以速度 v o 向右匀速走动的人拉着,设人从地面上且从平台的 边缘开始向右行 至绳和水平方向为(D ) A • mv 。
(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2-7-3 θ F O PQ l h H 2-7-2轻轻地放在传送带底端,由传送带传送至h =2m 的高处。
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 。
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。
1动能定理练习题(附答案)
A动能定理练习题1、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 m g h =-=-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:221122mgh 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:G 10J 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 ∑=∆”,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 h =⋅⋅()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+=-3.74m/s v ∴=(2) m 由1状态到3状态8:根据动能定理:1cos0cos18000Fs mgs μ+=-100m 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=-270m s ∴=则总位移12100m s s s =+=.v t 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=⋅⋅0.2μ∴=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⋅⋅=-B 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+⋅⋅+⋅=-又1cos l s θ=、12s s s =+ 则11:0h s μ-= 即: h sμ= 证毕.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。
高中物理动能定理经典计算题和答案(供参考)
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。
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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 ∑=∆”,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 =⋅⋅()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 mvμ+=-3.74m/s v ∴==(2) m 由1状态到3状态8:根据动能定理: 1cos0cos18000Fs mgs μ+=-100m 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=-270m 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=⋅⋅0.2μ∴=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⋅⋅=-B 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+⋅⋅+⋅=-又1cos l s θ=、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。
11具体计算过程如下:由1cos l s θ=,得:12cos180cos18000mgh mg s mgs μμ+⋅⋅+⋅=-()120mgh mg s s μ-⋅+=由12s s s =+,得:0mgh mgs μ-= Af证毕.9、质量为m 的物体从高为h 的斜面顶端自静止开始滑下,最后停在平面上的B 点. 若该物体从斜面的顶端以初速度v 0沿斜面滑下,则停在平面上的C 点. 克服摩擦力做的功.解:设斜面长为l ,AB 和BC 之间的距离均为s m 由O 到B :根据动能定理: f 2cos18000mgh W f s ++⋅⋅=- m 由O 到C :根据动能定理:f 212cos18002mgh W f s ++⋅⋅=-2f 012W mv mgh ∴=-克服摩擦力做功2f 012W W mgh mv ==-克f10、汽车质量为m = 2×103kg ,沿平直的路面以恒定功率20kW 由静止出发,经过60s ,汽车达到最大速度20m/s. 设汽车受到的阻力恒定. 求:(1)阻力的大小. (2)这一过程牵引力所做的功. (3)这一过程汽车行驶的距离. 解12:(1)汽车速度v 达最大m v 时,有F f =,故:m m P F v f v =⋅=⋅ 1000N f ∴=(2)汽车由静止到达最大速度的过程中:6F 1.210J W P t =⋅=⨯(2)汽车由静止到达最大速度的过程中,由动能定理:2F m 1cos18002W f l mv +⋅⋅=- 800m l ∴=11.AB 是竖直平面内的四分之一圆弧轨道,在下端B 与水平直轨道相切,如图所示。
一小球自A 点起由静止开始沿轨道下滑。
已知圆轨道半径为R ,小球的质量为m ,不计各处摩擦。
求 (1)小球运动到B 点时的动能;(2)小球经过圆弧轨道的B 点和水平轨道的C 点时,所受轨道支持力N B 、N C 各是多大?12由于种种原因,此题给出的数据并不合适,但并不妨碍使用动能定理对其进行求解. B CD2KB B 12E mv mgR ∴== ① (2) m :在圆弧B 点:∵牛二律2BB v N mg m R-= ②将①代入,解得 N B =3mg 在C 点:N C =mg(3) m :A →D :∵动能定理 211022D mgR mv =-D v ∴=方向沿圆弧切线向下,与竖直方向成30.12.固定的轨道ABC 如图所示,其中水平轨道AB 与半径为R /4的光滑圆弧轨道BC 相连接,AB 与圆弧相切于B 点。
质量为m 的小物块静止在水一平轨道上的P 点,它与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.25,PB =2R 。
用大小等于2mg 的水平恒力推动小物块,当小物块运动到B 点时,立即撤去推力(小物块可视为质点)(1)求小物块沿圆弧轨道上升后,可能达到的最大高度H ; (2)如果水平轨道AB 足够长,试确定小物块最终停在何处? 解:(1)13 m :P →B ,根据动能定理:()211202F f R mv -=-其中:F =2mg ,f =μmg∴ v 21=7Rgm :B →C ,根据动能定理:22211122mgR mv mv -=-∴ v 22=5Rgm :C 点竖直上抛,根据动能定理:22102mgh mv -=- ∴ h =2.5R∴ H=h +R =3.5R(2)物块从H 返回A 点,根据动能定理:mgH -μmgs =0-0 ∴ s =14R小物块最终停在B 右侧14R 处13也可以整体求解,解法如下:m :B →C ,根据动能定理: 2200F R f R mgH ⋅-⋅-=- 其中:F =2mg ,f =μmg∴ 3.5H R =13.如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段斜的直轨道与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R 。
一质量为m 的小物块(视为质点)从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动。
(g 为重力加速度)(1)要使物块能恰好通过圆轨道最高点,求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h 多大; (2)要求物块能通过圆轨道最高点,且在最高点与轨道间的压力不能超过5mg 。
求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h 的取值范围。
解:(1) m :A →B →C 过程:根据动能定理:21(2)02mg h R mv -=- ①物块能通过最高点,轨道压力N =0∵牛顿第二定律2v mg m R= ②∴ h =2.5R(2)若在C 点对轨道压力达最大值,则 m :A’→B →C 过程:根据动能定理:2max 2mgh mgR mv '-= ③物块在最高点C ,轨道压力N =5mg ,∵牛顿第二定律2v mg N m R'+= ④∴ h =5R∴ h 的取值范围是:2.55R h R ≤≤15.下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的两个圆形轨道组成,B 、C 分别是两个圆形轨道的最低点,半径R 1=2.0m 、R 2=1.4m 。