高一物理动能定理经典题型汇总(全)
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。
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。
动能定理及其应用--高中物理模块典型题归纳(含详细答案)
动能定理及其应用--高中物理模块典型题归纳(含详细答案)一、单选题1.一个物体速度由0增加到v,再从v增加到2v,外力做功分别为W1和W2,则W1和W2关系正确的是-()A.W2=W1B.W2 =2W1C.W2 =3W1D.W2 =4W12.质量m=2㎏的物块放在粗糙水平面上,在水平拉力的作用下由静止开始运动,物块动能E K与其发生位移x之间的关系如图所示。
已知物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g取10m/s2,则下列说法正确的是()A.x=1m时物块的速度大小为2m/sB.x=3m时物块的加速度大小为C.在前4m位移过程中拉力对物块做的功为9JD.在前4m位移过程中物块所经历的时间为2.8s3.如图所示,小球从倾斜轨道上由静止释放,经平直部分冲上圆弧部分的最高点A时,对圆弧的压力大小为mg,已知圆弧的半径为R,整个轨道光滑.则()A.在最高点A,小球受重力和向心力的作用B.在最高点A,小球的速度为C.在最高点A,小球的向心加速度为gD.小球的释放点比A点高为R4.如图所示,木板可绕固定水平轴O转动.木板从水平位置OA缓慢转到OB位置,木板上的物块始终相对于木板静止.在这一过程中,物块的重力势能增加了2J.用F N表示物块受到的支持力,用F f表示物块受到的摩擦力.在此过程中,以下判断正确的是()A.F N和F f对物块都不做功B.F N对物块做功为2 J,F f对物块不做功C.F N对物块不做功,F f对物块做功为2 JD.F N和F f对物块所做功的代数和为05.如图所示,水平传送带长为x,以速度v始终保持匀速运动,把质量为m的货物放到A点,货物与皮带间的动摩擦因数为μ,当货物从A点运动到B点的过程中,摩擦力对货物做的功不可能()A.等于mv2B.小于mv2C.大于μmgxD.小于μmgx6.如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ=37o,以速度v0逆时针匀速转动.在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数,则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是()A. B. C. D.7.如图所示,在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A,若将小球A从弹簧原长位置由静止释放,小球A能够下降的最大高度为h.若将小球A换为质量为2m的小球B,仍从弹簧原长位置由静止释放,则小球B下降h时的速度为(重力加速度为g,不计空气阻力)()A. B. C. D.08.电磁轨道炮射程远、精度高、威力大.假设一款电磁轨道炮的弹丸(含推进器)质量为20.0kg,从静止开始在电磁驱动下速度达到2.50×103m/s.则此过程中弹丸所受合力做的功是()A.2.50×104JB.5.00×104JC.6.25×107JD.1.25×108J9.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.mgRB.mgRC.mgRD.mgR10.物体A和B质量相等,A置于光滑的水平面上,B置于粗糙水平面上,开始时都处于静止状态.在相同的水平力作用下移动相同的距离,则()A.力F对A做功较多,A的动能较大B.力F对B做功较多,B的动能较大C.力F对A和B做功相同,A和B的动能相同D.力F对A和B做功相同,但A的动能较大二、多选题11.如图所示,有两固定且竖直放置的光滑半圆环,半径分别为R和2R,它们的上端在同一水平面上,有两质量相等的小球分别从两半圆环的最高点处(如图所示)由静止开始下滑,以半圆环的最高点为零势点,则下列说法正确的是()A.两球到达最低点时的机械能相等B.A球在最低点时的速度比B球在最低点时的速度小C.A球在最低点时的速度比B球在最低点时的速度大D.两球到达最低点时的向心加速度大小相等12.某足球运动员罚点球直接射门,球恰好从横梁下边缘A点踢进,球经过A点时的速度为v,A点离地面的高度为h,球的质量为m,运动员对球做的功为,球从踢飞到A点过程中克服空气阻力做的功为,选地面为零势能面,下列说法正确的是()A.运动员对球做的功B.从球静止到A点的过程中,球的机械能变化量为-C.球刚离开运动员脚面的瞬间,球的动能为D.从球刚离开运动员脚面的瞬间到A点的过程中,球的动能变化量为-mgh13.如图所示,三角形传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动,两边的传送带长都是2m且与水平方向的夹角均为37°.现有两个小物块A,B同时从传送带顶端都以1m/s的初速度沿传送带下滑,已知物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2.下列说法正确的是()A.物块A,B运动的加速度大小不同B.物块A,先到达传送带底端C.物块A,B运动到传送带底端时重力的功率相等D.物块A,B在传送带上的划痕长度之比为1:314.如图所示,现有一端固定在地面上的两根长度相同竖直弹簧(K1>K2),两个质量相同的小球分别由两弹簧的正上方高为H处自由下落,落到轻弹簧上将弹簧压缩,小球落到弹簧上将弹簧压缩的过程中获得的最大弹性势能分别是E1和E2,在具有最大动能时刻的重力势能分别是E P1和E P2(以地面为重力势能的零势能),则()A.E1<E2B.E1>E2C.E P1=E P2D.E P1>E P215.如图所示,在a点由静止释放一个质量为m,电荷量为q的带电粒子,粒子到达b点时速度恰好为零,设ab所在的电场线竖直向下,a、b间的高度差为h,则()A.带电粒子带负电B.a、b两点间的电势差U ab=C.b点场强大于a点场强D.a点场强大于b点场强16.如图所示,光滑杆O′A的O′端固定一根劲度系数为k=10N/m,原长为l0=1m的轻弹簧,质量为m=1kg的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接,OO′为过O点的竖直轴,杆与水平面间的夹角始终为θ=30°,开始杆是静止的,当杆以OO′为轴转动时,角速度从零开始缓慢增加,直至弹簧伸长量为0.5m,下列说法正确的是()A.杆保持静止状态,弹簧的长度为0.5mB.当弹簧伸长量为0.5m时,杆转动的角速度为rad/sC.当弹簧恢复原长时,杆转动的角速度为rad/sD.在此过程中,杆对小球做功为12.5J17.如图所示,在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B时,对轨道的压力为其重力的一半.已知AP=2R,重力加速度为g,则小球从P到B的运动过程中()A.机械能减少mgRB.动能增加mgRC.克服摩擦力做功mgRD.合外力做功mgR18.在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面,斜面上有一带电金属块沿斜面滑下,已知在金属块滑下的过程中动能增加了14J,金属块克服摩擦力做功10J,重力做功22J,则以下判断正确的是()A.金属块带正电荷B.金属块克服电场力做功8 JC.金属块的电势能减少2 JD.金属块的机械能减少8 J三、实验探究题19.某兴趣小组准备探究“合外力做功和物体速度变化的关系”,实验前组员们对初速为O的物体提出了以下几种猜想:①W∝v;②W∝v2;③W∝为了验证猜想,他们设计了如图甲所示的实验装置.PQ 为一块倾斜放置的木板,在Q处固定一个光电计时器(用来测量物体上的遮光片通过光电门时的挡光时间).(1)如果物体上的遮光片宽度为d,某次物体通过光电计时器挡光时间为△t,则物体通过光电计时器时的速度v=________.(2)实验过程中,让物体分别从不同高度无初速释放,测出物体初始位置到光电计时器的距离L1、L2、L3、L4…,读出物体每次通过光电计时器的挡光时间,从而计算出物体通过光电计时器时的速度v1、v2、v3、v4…,并绘制了如图乙所示的L﹣v图象.为了更直观地看出L 和v的变化关系,他们下一步应该作出:____________A.L﹣v2图象B.L﹣图象C.L﹣图象D.L﹣图象(3)实验中,物体与木板间摩擦力________(选填“会”或“不会”)影响探究的结果.四、综合题20.一质量为m=2kg的小滑块,从半径R=1.25m的1/4光滑圆弧轨道上的A点由静止滑下,圆弧轨道竖直固定,其末端B切线水平。
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,质量m =3kg 的小物块以初速度秽v 0=4m/s 水平向右抛出,恰好从A 点沿着圆弧的切线方向进入圆弧轨道。
圆弧轨道的半径为R = 3.75m ,B 点是圆弧轨道的最低点,圆弧轨道与水平轨道BD 平滑连接,A 与圆心D 的连线与竖直方向成37︒角,MN 是一段粗糙的水平轨道,小物块与MN 间的动摩擦因数μ=0.1,轨道其他部分光滑。
最右侧是一个半径为r =0.4m 的半圆弧轨道,C 点是圆弧轨道的最高点,半圆弧轨道与水平轨道BD 在D 点平滑连接。
已知重力加速度g =10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求小物块经过B 点时对轨道的压力大小;(2)若MN 的长度为L 0=6m ,求小物块通过C 点时对轨道的压力大小; (3)若小物块恰好能通过C 点,求MN 的长度L 。
【答案】(1)62N (2)60N (3)10m 【解析】 【详解】(1)物块做平抛运动到A 点时,根据平抛运动的规律有:0cos37A v v ==︒ 解得:04m /5m /cos370.8A v v s s ===︒小物块经过A 点运动到B 点,根据机械能守恒定律有:()2211cos3722A B mv mg R R mv +-︒= 小物块经过B 点时,有:2BNB v F mg m R-= 解得:()232cos3762N BNBv F mg m R=-︒+=根据牛顿第三定律,小物块对轨道的压力大小是62N (2)小物块由B 点运动到C 点,根据动能定理有:22011222C B mgL mg r mv mv μ--⋅=- 在C 点,由牛顿第二定律得:2CNC v F mg m r+=代入数据解得:60N NC F =根据牛顿第三定律,小物块通过C 点时对轨道的压力大小是60N(3)小物块刚好能通过C 点时,根据22Cv mg m r=解得:2100.4m /2m /C v gr s s ==⨯=小物块从B 点运动到C 点的过程,根据动能定理有:22211222C B mgL mg r mv mv μ--⋅=- 代入数据解得:L =10m2.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-12μ1gt2对木板有:x=12at2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/s2(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.3.如图所示,在娱乐节目中,一质量为m=60 kg的选手以v0=7 m/s的水平速度抓住竖直绳下端的抓手开始摆动,当绳摆到与竖直方向夹角θ=37°时,选手放开抓手,松手后的上升过程中选手水平速度保持不变,运动到水平传送带左端A时速度刚好水平,并在传送带上滑行,传送带以v=2 m/s匀速向右运动.已知绳子的悬挂点到抓手的距离为L=6 m,传送带两端点A、B间的距离s=7 m,选手与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2,若把选手看成质点,且不考虑空气阻力和绳的质量.(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:(1)选手放开抓手时的速度大小;(2)选手在传送带上从A运动到B的时间;(3)选手在传送带上克服摩擦力做的功.【答案】(1)5 m/s (2)3 s (3)360 J【解析】试题分析:(1)设选手放开抓手时的速度为v1,则-mg(L-Lcosθ)=mv12-mv02,v1=5m/s(2)设选手放开抓手时的水平速度为v2,v2=v1cosθ①选手在传送带上减速过程中 a=-μg② v=v2+at1③④匀速运动的时间t2,s-x1=vt2⑤选手在传送带上的运动时间t=t1+t2⑥联立①②③④⑤⑥得:t=3s(3)由动能定理得W f=mv2-mv22,解得:W f=-360J故克服摩擦力做功为360J.考点:动能定理的应用4.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v 0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E p 与弹簧形变量x 的平方成正比,重力加速度为g.求:(1)当弹簧第一次伸长量达最大时,弹簧的弹性势能为E pm ,小物块速度大小为03v 求该过程中小物块相对平板运动的位移大小; (2)平板速度最大时弹簧的弹力大小;(3)已知上述过程中平板向右运动的最大速度为v.若换用同种材料,质量为2m的小物块重复上述过程,则平板向右运动的最大速度为多大?【答案】(1)2049pm E v g mg μμ-;(2)mg μ;(3)2v 【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,当木板速度最大时弹力等于摩擦力,结合能量转化关系解答. 【详解】(1)弹簧伸长最长时平板速度为零,设相对位移大小为s ,对系统由能量守恒12mv 02=12m(03v)2+E pm +μmgs 解得s =2049pm E v g mgμμ- (2)平板速度最大时,处于平衡状态,f =μmg 即F =f =μmg.(3)平板向右运动时,位移大小等于弹簧伸长量,当木板速度最大时 μmg =kx对木板由动能定理得μmgx =E p 1+12Mv 2 同理,当m′=12m ,平板达最大速度v′时,2mg μ=kx′12μmgx′=E p 2+12Mv′2 由题可知E p ∝x 2,即E p 2=14E p 1解得v′=12v.5.夏天到了,水上滑梯是人们很喜欢的一个项目,它可简化成如图所示的模型:倾角为θ=37°斜滑道AB 和水平滑道BC 平滑连接(设经过B 点前后速度大小不变),起点A 距水面的高度H =7.0m ,BC 长d =2.0m ,端点C 距水面的高度h =1.0m .一质量m =60kg 的人从滑道起点A 点无初速地自由滑下,人与AB 、BC 间的动摩擦因数均为μ=0.2.(取重力加速度g =10m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,人在运动过程中可视为质点),求: (1)人从A 滑到C 的过程中克服摩擦力所做的功W 和到达C 点时速度的大小υ; (2)保持水平滑道端点在同一竖直线上,调节水平滑道高度h 和长度d 到图中B ′C′位置时,人从滑梯平抛到水面的水平位移最大,则此时滑道B′C′距水面的高度h ′.【答案】(1) 1200J ;45当h '=2.5m 时,水平位移最大 【解析】 【详解】(1)运动员从A 滑到C 的过程中,克服摩擦力做功为:11W f s mgd μ=+ f 1=μmg cos θ s 1=sin H hθ- 解得W =1200J mg (H -h )-W =12mv 2 得运动员滑到C 点时速度的大小v =45(2)在从C 点滑出至落到水面的过程中,运动员做平抛运动的时间为t ,h '=12gt 2 下滑过程中克服摩擦做功保持不变W =1200J 根据动能定理得:mg (H -h ')-W =12mv 02运动员在水平方向的位移:x =v 0t x当h '=2.5m 时,水平位移最大.6.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,他将刹车踩到底,车轮被抱死,但卡车仍向前滑行,并撞上故障车,且推着它共同滑行了一段距离l 后停下.事故发生后,经测量,卡车刹车时与故障车距离为L ,撞车后共同滑行的距离825l L =.假定两车轮胎与雪地之间的动摩擦因数相同.已知卡车质量M 为故障车质量m 的4倍.(1)设卡车与故障车相撞前的速度为v 1两车相撞后的速度变为v 2,求12v v(2)卡车司机至少在距故障车多远处采取同样的紧急刹车措施,事故就能免于发生. 【答案】(1)1254v v = (2)32L L '=【解析】(1)由碰撞过程动量守恒12)Mv M m v +=( 则1254v v =① (2)设卡车刹车前速度为v 0,轮胎与雪地之间的动摩擦因数为μ 两车相撞前卡车动能变化22011122Mv Mv MgL μ-= ② 碰撞后两车共同向前滑动,动能变化221()0()2M m v M m gl μ+-=+ ③ 由②式22012v v gL μ-=由③式222v gL μ=又因825l L =可得203v gL μ= 如果卡车滑到故障车前就停止,由2010'2Mv MgL μ-= ④ 故3'2L L =这意味着卡车司机在距故障车至少32L 处紧急刹车,事故就能够免于发生.7.如图所示,倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带,传送带正以6 m/s 的速度运动,运动方向如图所示.一个质量为2 kg 的物体(物体可以视为质点),从h=3.2 m 高处由静止沿斜面下滑,物体经过A 点时,不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面,都不计其动能损失.物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,物体向左最多能滑到传送带左右两端AB的中点处,重力加速度g=10 m/s2,求:(1)物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间;(2)传送带左右两端AB间的距离l至少为多少;(3)上述过程中物体与传送带组成的系统产生的摩擦热为多少;(4)物体随传送带向右运动,最后沿斜面上滑的最大高度h′为多少?【答案】(1)1.6s (2)12.8m (3)160J (4)h′=1.8m【解析】(1)mgsinθ=ma, h/sinθ=,可得t="1.6" s.(2)由能的转化和守恒得:mgh=μmgl/2,l="12.8" m.(3)在此过程中,物体与传送带间的相对位移:x相=l/2+v带·t,又l/2=,而摩擦热Q=μmg·x相,以上三式可联立得Q="160" J.(4)物体随传送带向右匀加速,当速度为v带="6" m/s时向右的位移为x,则μmgx=,x="3.6" m<l/2,即物体在到达A点前速度与传送带相等,最后以v带="6" m/s的速度冲上斜面,由=mgh′,得h′="1.8" m.滑块沿斜面下滑时由重力沿斜面向下的分力提供加速度,先求出加速度大小,再由运动学公式求得运动时间,由B点到最高点,由动能定理,克服重力做功等于摩擦力做功,由此可求得AB间距离,产生的内能由相互作用力乘以相对位移求得8.如图所示,在方向竖直向上、大小为E=1×106V/m的匀强电场中,固定一个穿有A、B 两个小球(均视为质点)的光滑绝缘圆环,圆环在竖直平面内,圆心为O、半径为R=0.2m.A、B用一根绝缘轻杆相连,A带的电荷量为q=+7×10﹣7C,B不带电,质量分别为m A=0.01kg、m B=0.08kg.将两小球从圆环上的图示位置(A与圆心O等高,B在圆心O的正下方)由静止释放,两小球开始沿逆时针方向转动.重力加速度大小为g=10m/s2.(1)通过计算判断,小球A 能否到达圆环的最高点C ? (2)求小球A 的最大速度值.(3)求小球A 从图示位置逆时针转动的过程中,其电势能变化的最大值. 【答案】(1)A 不能到达圆环最高点 (2)223m/s (3)0.1344J 【解析】 【分析】 【详解】试题分析:A 、B 在转动过程中,分别对A 、B 由动能定理列方程求解速度大小,由此判断A 能不能到达圆环最高点; A 、B 做圆周运动的半径和角速度均相同,对A 、B 分别由动能定理列方程联立求解最大速度;A 、B 从图示位置逆时针转动过程中,当两球速度为0时,根据电势能的减少与电场力做功关系求解.(1)设A 、B 在转动过程中,轻杆对A 、B 做的功分别为W T 和T W ', 根据题意有:0T T W W +'=设A 、B 到达圆环最高点的动能分别为E KA 、E KB 对A 根据动能定理:qER ﹣m A gR +W T1=E KA 对B 根据动能定理:1T B W m gR E '-= 联立解得:E KA +E KB =﹣0.04J由此可知:A 在圆环最高点时,系统动能为负值,故A 不能到达圆环最高点 (2)设B 转过α角时,A 、B 的速度大小分别为v A 、v B , 因A 、B 做圆周运动的半径和角速度均相同,故:v A =v B 对A 根据动能定理:221sin sin 2A T A A qER m gR W m v αα-+= 对B 根据动能定理:()2211cos 2T B B B W m gR m v α='-- 联立解得: ()283sin 4cos 49A v αα=⨯+- 由此可得:当3tan 4α=时,A 、B 的最大速度均为max 22/v s = (3)A 、B 从图示位置逆时针转动过程中,当两球速度为零时,电场力做功最多,电势能减少最多,由上可式得:3sinα+4cosα﹣4=0解得:24sin 25α=或sinα=0(舍去) 所以A 的电势能减少:84sin 0.1344625P E qER J J α=== 点睛:本题主要考查了带电粒子在匀强电场中的运动,应用牛顿第二定律求出加速度,结合运动学公式确定带电粒子的速度和位移等;根据电场力对带电粒子做功,引起带电粒子的能量发生变化,利用动能定理进行解答,属于复杂题.9.图示为一过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的光滑圆形轨道组成,BC 分别是圆形轨道的最低点和最高点,其半径R=1m ,一质量m =1kg 的小物块(视为质点)从左側水平轨道上的A 点以大小v 0=12m /s 的初速度出发,通过竖直平面的圆形轨道后,停在右侧水平轨道上的D 点.已知A 、B 两点间的距离L 1=5.75m ,物块与水平轨道写的动摩擦因数μ=0.2,取g =10m /s 2,圆形轨道间不相互重叠,求:(1)物块经过B 点时的速度大小v B ; (2)物块到达C 点时的速度大小v C ;(3)BD 两点之间的距离L 2,以及整个过程中因摩擦产生的总热量Q 【答案】(1) 11/m s (2) 9/m s (3) 72J 【解析】 【分析】 【详解】(1)物块从A 到B 运动过程中,根据动能定理得:22101122B mgL mv mv μ-=- 解得:11/B v m s =(2)物块从B 到C 运动过程中,根据机械能守恒得:2211·222B C mv mv mg R =+ 解得:9/C v m s =(3)物块从B 到D 运动过程中,根据动能定理得:22102B mgL mv μ-=- 解得:230.25L m =对整个过程,由能量守恒定律有:20102Q mv =- 解得:Q=72J【点睛】选取研究过程,运用动能定理解题.动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动.知道小滑块能通过圆形轨道的含义以及要使小滑块不能脱离轨道的含义.10.如图所示,光滑轨道槽ABCD 与粗糙轨道槽GH 通过光滑圆轨道EF 平滑连接(D 、G 处在同一高度),组成一套完整的轨道,整个装置位于竖直平面内。
高考物理动能与动能定理题20套(带答案)及解析
高考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,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/s 2,忽略空气阻力.求:(1)物块第一次通过C 点时的速度大小v C .(2)物块第一次通过D 点时受到轨道的支持力大小F D . (3)物块最终所处的位置.【答案】(1)32m/s (2)7.4N (3)0.35m 【解析】 【分析】由题中“斜面ABC 下端与光滑的圆弧轨道CDE 相切于C”可知,本题考查动能定理、圆周运动和机械能守恒,根据过程分析,运用动能定理、机械能守恒和牛顿第二定律可以解答. 【详解】(1)BC 长度tan 530.4m l R ==o ,由动能定理可得21()sin 372B mg L l mv -=o代入数据的32m/s B v =物块在BC 部分所受的摩擦力大小为cos370.60N f mg μ==o所受合力为sin 370F mg f =-=o故32m/s C B v v ==(2)设物块第一次通过D 点的速度为D v ,由动能定理得2211(1cos37)22D C mgR mv mv -=-o有牛顿第二定律得2D D v F mg m R-= 联立解得7.4N D F =(3)物块每次通过BC 所损失的机械能为0.24J E fl ∆==物块在B 点的动能为212kB B E mv =解得0.9J kB E = 物块经过BC 次数0.9J=3.750.24Jn =设物块最终停在距离C 点x 处,可得()sin 37(3+)0mg L x f l x --=o代入数据可得0.35m x =2.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.3.如图所示,固定的粗糙弧形轨道下端B 点水平,上端A 与B 点的高度差为h 1=0.3 m ,倾斜传送带与水平方向的夹角为θ=37°,传送带的上端C 点到B 点的高度差为h 2=0.1125m(传送带传动轮的大小可忽略不计).一质量为m =1 kg 的滑块(可看作质点)从轨道的A 点由静止滑下,然后从B 点抛出,恰好以平行于传送带的速度从C 点落到传送带上,传送带逆时针传动,速度大小为v =0.5 m/s ,滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.8,且传送带足够长,滑块运动过程中空气阻力忽略不计,g =10 m/s 2,试求:(1).滑块运动至C 点时的速度v C 大小;(2).滑块由A 到B 运动过程中克服摩擦力做的功W f ; (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。
动能定理典型例题附答案
1、如图所示,质量m=0.5kg 的小球从距地面高H=5m 处自由下落,到达地面恰能沿凹陷于地面的半圆形槽壁运动,半圆槽半径R=0.4m.小球到达槽最低点时的速率为10m /s ,并继续滑槽壁运动直至槽左端边缘飞出,竖直上升,落下后恰好又沿槽壁运动直至从槽右端边缘飞出,竖直上升、落下,如此反复几次.设摩擦力大小恒定不变:(1)求小球第一次离槽上升的高度h.(2)小球最多能飞出槽外几次? (g 取10m /s 2)2、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s 0的位置以v 0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s.3、有一个竖直放置的圆形轨道,半径为R ,由左右两部分组成。
如图所示,右半部分AEB 是光滑的,左半部分BFA是粗糙的.现在最低点A 给一个质量为m 的小球一个水平向右的初速度,使小球沿轨道恰好运动到最高点B ,小球在B 点又能沿BFA 轨道回到点A ,到达A 点时对轨道的压力为4mg1、求小球在A 点的速度v 02、求小球由BFA 回到A 点克服阻力做的功4、如图所示,质量为m 的小球用长为L 的轻质细线悬于O 点,与O 点处于同一水平线上的P 点处有一根光滑的细钉,已知OP = L /2,在A 点给小球一个水平向左的初速度v 0,发现小球恰能到达跟P 点在同一竖直线上的最高点B .则:(1)小球到达B 点时的速率?(2)若不计空气阻力,则初速度v 0为多少?(3)若初速度v 0=3gL ,则在小球从A 到B 的过程中克服空气阻力做了多少功?5、如图所示,倾角θ=37°的斜面底端B 平滑连接着半径r =0.40m的竖直光滑圆轨道。
质量m =0.50kg 的小物块,从距地面h =2.7m 处沿斜面由静止开始下滑,小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25,求:(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g =10m/s 2)(1)物块滑到斜面底端B 时的速度大小。
【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
高一物理动能定理试题1.两个带等量正电的点电荷,固定在图中P、Q两点,MN为PQ连线的中垂线,交PQ于O点,A点为MN上的一点。
一带负电的试探电荷q,从A点由静止释放,只在静电力作用下运动.取无限远处的电势为零,则A.q由A向O的运动是匀加速直线运动B.q由A向O运动的过程电势能逐渐减小C.q运动到O点时的动能最大D.q运动到O点时电势能为零【答案】BC【解析】两等量正电荷周围部分电场线如右图所示,其中P、Q连线的中垂线MN上,从无穷远到O过程中电场强度先增大后减小,且方向始终指向无穷远方向.故试探电荷所受的电场力是变化的,q由A向O的运动做非匀加速直线运动,故A错误.电场力方向与AO方向一致,电场力做正功,电势能逐渐减小;故B正确.从A到O过程,电场力做正功,动能增大,从O到N过程中,电场力做负功,动能减小,故在O点试探电荷的动能最大,速度最大,故C正确.取无限远处的电势为零,从无穷远到O点,电场力做正功,电势能减小,则q运动到O点时电势能为负值,故D错误.【考点】考查了带电粒子在电场中的运动2.如图所示,物体在长1m的斜面顶端由静止下滑,然后进入由圆弧与斜面连接的水平面,(由斜面滑至平面时无能量损失)若物体与斜面及水平面的动摩擦因数均为0.5,斜面倾角为37°,取g=10m/s2,已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8。
求:(1)物体到达斜面底端时的速度大小;(2)物体能在水平面上滑行的距离。
【答案】(1)(2)【解析】试题分析(1)物体在斜面滑下的过程中,重力做功,滑动摩擦力做功为,是斜面的长度,由动能定理得:斜面上:…①解①式得:…②(2)平面上,由动能定理得:…③由①、②式得:…④【考点】考查了动能定理的应用3.如图所示,建筑工地上载人升降机用不计质量的细钢绳跨过定滑轮与一有内阻的电动机相连,通电后电动机带动升降机沿竖直方向先匀加速上升后匀速上升.摩擦及空气阻力均不计.则()A.升降机匀加速上升过程中,升降机底板对人做的功等于人增加的动能B.升降机匀速上升过程中,升降机底板对人做的功等于人增加的机械能C.升降机上升的全过程中,电动机消耗的电能等于升降机增加的机械能D.升降机上升的全过程中,电动机消耗的电能大于升降机增加的机械能【答案】BD【解析】根据动能定理可知,升降机匀加速上升过程中,升降机底板对人做的功等于重力做功与人增加的动能,即等于人增加的机械能,故A错误,B正确;根据功能关系可知,升降机上升的全过程中,电动机消耗的电能等于升降机增加的机械能和电动机消耗的内能之和,故C错误,D正确。
高一物理动能定理经典题型汇总
高一物理动能定理经典题型汇总————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:1、动能定理应用的基本步骤应用动能定理涉及一个过程,两个状态.所谓一个过程是指做功过程,应明确该过程各外力所做的总功;两个状态是指初末两个状态的动能.动能定理应用的基本步骤是:①选取研究对象,明确并分析运动过程.②分析受力及各力做功的情况,受哪些力?每个力是否做功?在哪段位移过程中做功?正功?负功?做多少功?求出代数和.③明确过程始末状态的动能E k1及E K2④列方程W=E K2一E k1,必要时注意分析题目的潜在条件,补充方程进行求解.2、应用动能定理的优越性(1)由于动能定理反映的是物体两个状态的动能变化与其合力所做功的量值关系,所以对由初始状态到终止状态这一过程中物体运动性质、运动轨迹、做功的力是恒力还是变力等诸多问题不必加以追究,就是说应用动能定理不受这些问题的限制.(2)一般来说,用牛顿第二定律和运动学知识求解的问题,用动能定理也可以求解,而且往往用动能定理求解简捷.可是,有些用动能定理能够求解的问题,应用牛顿第二定律和运动学知识却无法求解.可以说,熟练地应用动能定理求解问题,是一种高层次的思维和方法,应该增强用动能定理解题的主动意识.(3)用动能定理可求变力所做的功.在某些问题中,由于力F的大小、方向的变化,不能直接用W=Fscosα求出变力做功的值,但可由动能定理求解.一、整过程运用动能定理(一)水平面问题1、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. 32J2、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)3、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。
高考物理动能与动能定理解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析
高考物理动能与动能定理解题技巧及经典题型及练习题(含答案)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,圆弧轨道AB是在竖直平面内的14圆周,B点离地面的高度h=0.8m,该处切线是水平的,一质量为m=200g的小球(可视为质点)自A点由静止开始沿轨道下滑(不计小球与轨道间的摩擦及空气阻力),小球从B点水平飞出,最后落到水平地面上的D 点.已知小物块落地点D到C点的距离为x=4m,重力加速度为g=10m/s2.求:(1)圆弧轨道的半径(2)小球滑到B点时对轨道的压力.【答案】(1)圆弧轨道的半径是5m.(2)小球滑到B点时对轨道的压力为6N,方向竖直向下.【解析】(1)小球由B到D做平抛运动,有:h=12gt2x=v B t解得:10410/220.8Bgv x m sh==⨯=⨯A到B过程,由动能定理得:mgR=12mv B2-0解得轨道半径R=5m(2)在B点,由向心力公式得:2Bv N mg mR -=解得:N=6N根据牛顿第三定律,小球对轨道的压力N=N=6N,方向竖直向下点睛:解决本题的关键要分析小球的运动过程,把握每个过程和状态的物理规律,掌握圆周运动靠径向的合力提供向心力,运用运动的分解法进行研究平抛运动.2.某校兴趣小组制作了一个游戏装置,其简化模型如图所示,在A点用一弹射装置可将静止的小滑块以v0水平速度弹射出去,沿水平直线轨道运动到B点后,进入半径R=0.3m 的光滑竖直圆形轨道,运行一周后自 B点向C点运动,C点右侧有一陷阱,C、D两点的竖直高度差h=0.2m,水平距离s=0.6m,水平轨道AB长为L1=1m,BC长为 L2 =2.6m,小滑块与 水平轨道间的动摩擦因数 μ=0.5,重力加速度 g =10m/s 2.(1)若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点,求小滑块在 A 点弹射出的速度大小; (2)若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后只要不掉进陷阱即为胜出,求小滑块在 A 点弹射出的速度大小的范围. 【答案】(1)(2)5m/s≤v A ≤6m/s 和v A ≥【解析】 【分析】 【详解】(1)小滑块恰能通过圆轨道最高点的速度为v ,由牛顿第二定律及机械能守恒定律由B 到最高点2211222B mv mgR mv =+ 由A 到B :解得A 点的速度为(2)若小滑块刚好停在C 处,则:解得A 点的速度为若小滑块停在BC 段,应满足3/4/A m s v m s ≤≤ 若小滑块能通过C 点并恰好越过壕沟,则有212h gt =c s v t =解得所以初速度的范围为3/4/A m s v m s ≤≤和5/A v m s ≥3.如图所示,半径为R 1=1.8 m 的14光滑圆弧与半径为R 2=0.3 m 的半圆光滑细管平滑连接并固定,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,其高度正好与木板相同.现在让质量为m 2=2 kg 的物块静止于B 处,质量为m 1=1 kg 的物块从光滑圆弧顶部的A 处由静止释放,物块m 1下滑至B 处和m 2碰撞后不再分开,整体设为物块m (m =m 1+m 2).物块m 穿过半圆管底部C 处滑上木板使其从静止开始向左运动,当木板速度为2 m/s 时,木板与台阶碰撞立即被粘住(即速度变为零),若g =10 m/s 2,物块碰撞前后均可视为质点,圆管粗细不计.(1)求物块m 1和m 2碰撞过程中损失的机械能; (2)求物块m 滑到半圆管底部C 处时所受支持力大小;(3)若物块m 与木板及台阶表面间的动摩擦因数均为μ=0.25,求物块m 在台阶表面上滑行的最大距离.【答案】⑴12J ⑵190N ⑶0.8m 【解析】试题分析:(1)选由机械能守恒求出物块1m 下滑到B 点时的速度;1m 、2m 碰撞满足动量守恒,由221B 1122E m v mv =-共机求出碰撞过程中损失的机械能;(2)物块m 由B 到C 满足机械能守恒,在C 点由牛顿第二定律可求出物块m 滑到半圆管底部C 处时所受支持力大小;(3)根据动量守恒定律和动能定理列式即可求解. ⑴设物块1m 下滑到B 点时的速度为B v ,由机械能守恒可得:2111B 12m gR m v =解得:B 6/v m s =1m 、2m 碰撞满足动量守恒:1B 12()m v m m v =+共解得;2/v m s 共=则碰撞过程中损失的机械能为:221B 111222E m v mv J =-=共机 ⑵物块m 由B 到C 满足机械能守恒:222C 11222mv mg R mv 共+⨯= 解得:C 4/v m s =在C 处由牛顿第二运动定律可得:2CN 2v F mg m R -=解得:N 190F N =⑶设物块m 滑上木板后,当木板速度为22/v m s =时,物块速度为1v , 由动量守恒定律得:C 12mv mv Mv =+ 解得:13/v m s =设在此过程中物块运动的位移为1x ,木板运动的位移为2x ,由动能定理得: 对物块m :2211C 1122mgx mv mv μ-=- 解得:1 1.4x m = 对木板M :22212mgx Mv μ= 解得:20.4x m =此时木板静止,物块m 到木板左端的距离为:3211x L x x m =+-= 设物块m 在台阶上运动的最大距离为4x ,由动能定理得:23411()02mg x x mv μ-+=-解得:40.8x m =4.如图所示,在竖直平面内的光滑固定轨道由四分之一圆弧AB 和二分之一圆弧BC 组成,两者在最低点B 平滑连接.过BC 圆弧的圆心O 有厚度不计的水平挡板和竖直挡板各一块,挡板与圆弧轨道之间有宽度很小的缝隙.AB 弧的半径为2R ,BC 弧的半径为R .一直径略小于缝宽的小球在A 点正上方与A 相距23R处由静止开始自由下落,经A 点沿圆弧轨道运动.不考虑小球撞到挡板以后的反弹. (1)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C 点.(2)若小球能到达C 点,求小球在B 、C 两点的动能之比;若小球不能到达C 点,请求出小球至少从距A 点多高处由静止开始自由下落才能够到达C 点.(3)使小球从A 点正上方不同高度处自由落下进入轨道,小球在水平挡板上的落点到O 点的距离x 会随小球开始下落时离A 点的高度h 而变化,请在图中画出x 2h 图象.(写出计算过程)【答案】(1)13mg (2) 4∶1 (3)过程见解析【解析】 【详解】(1)若小球能沿轨道运动到C 点,小球在C 点所受轨道的正压力N 应满足N ≥0 设小球的质量为m ,在C 点的速度大小为v C ,由牛顿运动定律和向心加速度公式有N +mg =2C mv R小球由开始下落至运动到C 点过程中,机械能守恒,有22132C mgR mv = 由两式可知N =13mg 小球可以沿轨道运动到C 点.(2)小球在C 点的动能为E k C ,由机械能守恒得E k C =23mgR设小球在B 点的动能为E k B ,同理有E k B =83mgR得E k B ∶E k C =4∶1.(3)小球自由落下,经ABC 圆弧轨道到达C 点后做平抛运动。
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。
动能定理经典题型
动能定理经典题型动能定理是物理学中的一个重要定理,用来描述物体的运动情况和能量转化过程。
它可以帮助我们理解物体的速度、质量和能量的关系,解决各种与动能相关的问题。
动能定理的表述可以简单地理解为:物体的动能的增量等于物体所受合外力的功。
使用公式表示为:K = Wext,其中K表示物体的动能,Wext表示物体所受合外力的功。
根据动能定理,我们可以通过计算物体所受的合外力的功来求解物体的动能变化。
动能定理的应用范围非常广泛,下面将介绍几个与动能定理相关的经典题型。
1. 通过动能定理计算物体的速度:题目描述:一个质量为2kg的物体从静止开始沿直线运动,受到一个合外力使得该物体的动能增加100J,求物体的末速度。
解题思路:根据动能定理可以得到:K = Wext = ΔKE = 100J。
根据动能的定义:K = 1/2mv^2,其中m为物体的质量,v为物体的速度。
代入已知条件,可以得到:1/2 * 2kg * v^2 =100J,通过化简可以得到物体的末速度:v = 10m/s。
2. 利用动能定理分析物体的运动情况:题目描述:一个小球从竖直向上抛出,并在顶点处停止运动,求小球的初始速度。
解题思路:在小球上抛运动过程中,只有重力对小球做功,物体的动能变化量等于重力所做的负功。
根据动能定理可得:K= Wext = ΔKE = -mgH,其中m为小球的质量,g为重力加速度,H为小球的抛高度。
由于小球在顶点处停止运动,所以动能变化量为0,即-mgH = 0,解得初始速度v = √(2gH)。
3. 利用动能定理解决碰撞问题:题目描述:一个质量为0.5kg的物体和一个质量为0.2kg的物体发生弹性碰撞,已知0.5kg物体的初速度为10m/s,0.2kg物体的初速度为-5m/s,求碰撞后两个物体的末速度。
解题思路:根据动能定理可以得到:K1i + K2i = K1f + K2f。
其中K1i和K2i分别为两个物体碰撞前的动能,K1f和K2f分别为两个物体碰撞后的动能。
(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。
高一物理动能定理经典题型总结(全)
1、动能定理应用的基本步骤应用动能定理涉及一个过程,两个状态.所谓一个过程是指做功过程,应明确该过程各外力所做的总功;两个状态是指初末两个状态的动能. 动能定理应用的基本步骤是:①选取研究对象,明确并分析运动过程.②分析受力及各力做功的情况,受哪些力?每个力是否做功?在哪段位移过程中做功?正功?负功?做多少功?求出代数和.③明确过程始末状态的动能E k1及E K2④列方程 W=E K2一E k1,必要时注意分析题目的潜在条件,补充方程进行求解. 2、应用动能定理的优越性(1)由于动能定理反映的是物体两个状态的动能变化与其合力所做功的量值关系,所以对由初始状态到终止状态这一过程中物体运动性质、运动轨迹、做功的力是恒力还是变力等诸多问题不必加以追究,就是说应用动能定理不受这些问题的限制.(2)一般来说,用牛顿第二定律和运动学知识求解的问题,用动能定理也可以求解,而且往往用动能定理求解简捷.可是,有些用动能定理能够求解的问题,应用牛顿第二定律和运动学知识却无法求解.可以说,熟练地应用动能定理求解问题,是一种高层次的思维和方法,应该增强用动能定理解题的主动意识.(3)用动能定理可求变力所做的功.在某些问题中,由于力F 的大小、方向的变化,不能直接用W=Fscos α求出变力做功的值,但可由动能定理求解. 一、整过程运用动能定理 (一)水平面问题1、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. 0 B. 8J C. 16J D. 32J2、 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 )3、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。
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 。
动能定理专题复习(考点+题型+专题练习)
21222121mv mv W -=21222121E mv mv W k -=∆=动能和动能定理第1步:讲基础一、动能:1、定义:物体由于运动而具有的能量叫动能.2、表达式:221mv E k =3、物理意义:动能是描述物体运动状态的物理量,是标量。
4、 单位:焦耳( J ) 二、动能定理: >1、内容:合力对物体所做的总功等于物体动能的变化。
2、表达式:第2步:学技巧一、对动能定理的进一步理解 力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化,即 。
1、式中的W ,是力对物体所做的总功,可理解为各个外力所做功的代数和,也可以理解为合力所做的功。
2、式中的k E ∆,是物体动能的变化,是指做功过程的末动能减去初动能。
3、动能定理的研究对象一般是单一物体,或者是可以看成单一物体的物体系。
4、动能定理表达式是一个标量式,不能在某个方向上应用动能定理。
&二、常用应用动能定理的几种情况1、动能定理适用于恒力、变力、直线、曲线运动。
2、动能定理是标量式,不涉及方向问题。
在不涉及加速度和时间的问题时,可优先考虑动能定理。
3、对于求解多个过程的问题可全程考虑,从而避开考虑每个运动过程的具体细节。
具有过程简明、方法巧妙、运算量小等优点。
(注意动能损失:例3和例4比较)4、变力做功问题。
在某些问题中,由于力F 大小的变化或方向的改变,不能直接由αcos Fl W =来求变力F 所做的功,此时可由其做功的效果——动能的变化来求变力F 所做的功。
三、经典例题 例1、(课本例题)一架喷气式飞机,质量m=5×103 kg ,起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s =×102m时,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倍(k=,求飞机受到的牵引力. 分析: 研究对象:飞机研究过程:从静止→起飞(V=60m/s )适用公式:动能定理:2022121mv mv W -=合表达式:=-S f F )(221mv得到牵引力:Nkmg S mv F 42108.12⨯=+=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。
(完整word版)高一物理动能定理经典题型总结(全),推荐文档
1、动能定理应用的基本步骤应用动能定理涉及一个过程,两个状态.所谓一个过程是指做功过程,应明确该过程各外力所做的总功;两个状态是指初末两个状态的动能. 动能定理应用的基本步骤是:①选取研究对象,明确并分析运动过程.②分析受力及各力做功的情况,受哪些力?每个力是否做功?在哪段位移过程中做功?正功?负功?做多少功?求出代数和.③明确过程始末状态的动能E k1及E K2④列方程 W=E K2一E k1,必要时注意分析题目的潜在条件,补充方程进行求解. 2、应用动能定理的优越性(1)由于动能定理反映的是物体两个状态的动能变化与其合力所做功的量值关系,所以对由初始状态到终止状态这一过程中物体运动性质、运动轨迹、做功的力是恒力还是变力等诸多问题不必加以追究,就是说应用动能定理不受这些问题的限制.(2)一般来说,用牛顿第二定律和运动学知识求解的问题,用动能定理也可以求解,而且往往用动能定理求解简捷.可是,有些用动能定理能够求解的问题,应用牛顿第二定律和运动学知识却无法求解.可以说,熟练地应用动能定理求解问题,是一种高层次的思维和方法,应该增强用动能定理解题的主动意识.(3)用动能定理可求变力所做的功.在某些问题中,由于力F 的大小、方向的变化,不能直接用W=Fscos α求出变力做功的值,但可由动能定理求解. 一、整过程运用动能定理 (一)水平面问题1、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. 0 B. 8J C. 16J D. 32J2、 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 )3、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。
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高一物理动能定理经典题型汇总(全)————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:1、动能定理应用的基本步骤应用动能定理涉及一个过程,两个状态.所谓一个过程是指做功过程,应明确该过程各外力所做的总功;两个状态是指初末两个状态的动能. 动能定理应用的基本步骤是:①选取研究对象,明确并分析运动过程.②分析受力及各力做功的情况,受哪些力?每个力是否做功?在哪段位移过程中做功?正功?负功?做多少功?求出代数和.③明确过程始末状态的动能E k1及E K2④列方程 W=E K2一E k1,必要时注意分析题目的潜在条件,补充方程进行求解. 2、应用动能定理的优越性(1)由于动能定理反映的是物体两个状态的动能变化与其合力所做功的量值关系,所以对由初始状态到终止状态这一过程中物体运动性质、运动轨迹、做功的力是恒力还是变力等诸多问题不必加以追究,就是说应用动能定理不受这些问题的限制.(2)一般来说,用牛顿第二定律和运动学知识求解的问题,用动能定理也可以求解,而且往往用动能定理求解简捷.可是,有些用动能定理能够求解的问题,应用牛顿第二定律和运动学知识却无法求解.可以说,熟练地应用动能定理求解问题,是一种高层次的思维和方法,应该增强用动能定理解题的主动意识.(3)用动能定理可求变力所做的功.在某些问题中,由于力F 的大小、方向的变化,不能直接用W=Fscos α求出变力做功的值,但可由动能定理求解. 一、整过程运用动能定理 (一)水平面问题1、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. 0 B. 8J C. 16J D. 32J2、 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 )3、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SL V V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?4a 、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?4b 、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?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 .6、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.7. 如图8-30所示,长为L ,质量为m1的木板A 置于光滑水平面上,在A 板上表面左端有一质量为m2的物块B ,B 与A 的摩擦因数为μ,A 和B 一起以相同的速度v 向右运动,在A 与竖直墙壁碰撞过程中无机械能损失,要使B 一直不从A 上掉下来,v 必须满足什么条件(用m1、m2、L 、μ表示)?倘若V0已知,木板B 的长度L 应满足什么条件(用m1、m2、V0、μ表示)?(二)竖直面问题(重力、摩擦力和阻力) 1、人从地面上,以一定的初速度v 将一个质量为m 的物体竖直向上抛出,上升的最大高度为h ,空中受的空气阻力大小恒力为f ,则人在此过程中对球所做的功为( )hvmB ANmgA. 2021mvB. fh mgh -C. fhmgh mv -+2021 D. fh mgh +2a 、一小球从高出地面H 米处,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。
2b 、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.3、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.4、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 .(三)斜面问题1、如图所示,斜面足够长,其倾角为α,质量为m 的滑块,距挡板P 为S 0,以初速度V 0沿斜面上滑,滑块与斜面间的h 0v t 0v =B AmgvC mgHA B C hS S αh1f OsB A μC l 1N mg2f μ2N mg s 0v 动摩擦因数为μ,滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力,若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失,求滑块在斜面上经过的总路程为多少?2、一块木块以s m v /100=初速度沿平行斜面方向冲上一段长L=5m ,倾角为︒=30α的斜面,见图所示木块与斜面间的动摩擦因数2.0=μ,求木块冲出斜面后落地时的速率(空气阻力不计,2/10s m g =)。
3、如图所示,小滑块从斜面顶点A 由静止滑至水平部分C 点而停止。
已知斜面高为h ,滑块运动的整个水平距离为s ,设转角B 处无动能损失,斜面和水平部分与小滑块的动摩擦因数相同,求此动摩擦因数。
4、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5、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.(四)圆弧1、如图所示,质量为m 的物体A ,从弧形面的底端以初速v 0往上滑行,达到某一高度后,又循原路返回,且继续沿水平面滑行至P 点而停止,则整个过程摩擦力对物体所做的功 。
AP v 0R NmgfOlB AμCmgμf2a 、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.2b 、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.3.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? (3)小球下滑到距水平轨道的高度为R 21时速度的大小和方向;4.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?R NmgfO xB AμCmgAROmBCCO RPmRFω10.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。
(五)圆周运动1、如图所示,质量为m 的物块与转台之间的动摩擦因数为μ,物体与转轴相距R ,物块随转台由静止开始运动,当转速增加到某值时,物块即将在转台上滑动,此时,转台已开始做匀速运动,在这一过程中,摩擦力对物体做的功为( )A.0B. mgR πμ2C. mgR μ2D. 2/mgR μ2、一个质量为m 的小球拴在绳一端,另一端受大小为F1拉力作用,在水平面上作半径为R1的匀速圆周运动,如图所示,今将力的大小变为F2,使小球在半径为R2的轨道上运动,求此过程中拉力对小球所做的功。
3.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 。
一个质量为m =1.0kg 的质点小球,从轨道的左侧A 点以v 0=12.0m/s 的初速度沿轨道mRhA BC向右运动,A 、B 间距L 1=6.0m 。
小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2。
两个圆形轨道是光滑的,重力加速度g =10m/s 2。
(计算结果小数点后保留一位数字)试求:(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小; (2)如果小球恰能通过第二个圆形轨道,B 、C 间距L 2是多少;二、分过程运用动能定理1、一个物体以初速度v 竖直向上抛出,它落回原处时的速度为2v,设运动过程中阻力大小保持不变,则重力与阻力之比为( )A. 3:5B. 3:4C. 1:2D. 1:12、质量为m 的物体以速度v 竖直向上抛出,物体落回地面时,速度大小为3/4v ,设物体在运动中所受空气阻力大小不变,求:(1)物体运动中所受阻力大小;(2)若碰撞中无机械能损失,求物体运动的总路程。