高考物理专题复习 动能 动能定理练习题
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,光滑水平平台AB 与竖直光滑半圆轨道AC 平滑连接,C 点切线水平,长为L =4m 的粗糙水平传送带BD 与平台无缝对接。
质量分别为m 1=0.3kg 和m 2=1kg 两个小物体中间有一被压缩的轻质弹簧,用细绳将它们连接。
已知传送带以v 0=1.5m/s 的速度向左匀速运动,小物体与传送带间动摩擦因数为μ=0.15.某时剪断细绳,小物体m 1向左运动,m 2向右运动速度大小为v 2=3m/s ,g 取10m/s 2.求:(1)剪断细绳前弹簧的弹性势能E p(2)从小物体m 2滑上传送带到第一次滑离传送带的过程中,为了维持传送带匀速运动,电动机需对传送带多提供的电能E(3)为了让小物体m 1从C 点水平飞出后落至AB 平面的水平位移最大,竖直光滑半圆轨道AC 的半径R 和小物体m 1平抛的最大水平位移x 的大小。
【答案】(1)19.5J(2)6.75J(3)R =1.25m 时水平位移最大为x =5m 【解析】 【详解】(1)对m 1和m 2弹开过程,取向左为正方向,由动量守恒定律有:0=m 1v 1-m 2v 2解得v 1=10m/s剪断细绳前弹簧的弹性势能为:2211221122p E m v m v =+ 解得E p =19.5J(2)设m 2向右减速运动的最大距离为x ,由动能定理得:-μm 2gx =0-12m 2v 22 解得x =3m <L =4m则m 2先向右减速至速度为零,向左加速至速度为v 0=1.5m/s ,然后向左匀速运动,直至离开传送带。
设小物体m 2滑上传送带到第一次滑离传送带的所用时间为t 。
取向左为正方向。
根据动量定理得:μm 2gt =m 2v 0-(-m 2v 2)解得:t =3s该过程皮带运动的距离为:x 带=v 0t =4.5m故为了维持传送带匀速运动,电动机需对传送带多提供的电能为:E =μm 2gx 带解得:E =6.75J(3)设竖直光滑轨道AC 的半径为R 时小物体m 1平抛的水平位移最大为x 。
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【1】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/s2)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v0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. mglcosθB. mgl(1-cosθ)C. FlcosθD. Flsinθ 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v0=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,
2022届高考物理一轮复习:动能和动能定理
动能和动能定理一、选择题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v2,设运动过程中阻力大小保持不变,则重力与阻力之比为( )A .5∶3B .4∶3C .2∶1D .1∶12.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F 作用下移动相同的位移,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3.如图所示,ABCD 是一个盆式容器,盆内侧壁与盆底BC 的连接处都是一段与BC 相切的圆弧,BC 是水平的,其距离d =0.50 m 。
盆边缘的高度h =0.30 m 。
在A 处放一个质量为m 的小物块并让其从静止开始下滑。
已知盆内侧壁是光滑的,而盆底BC 面与小物块间的动摩擦因数μ=0.10。
小物块在盆内来回滑动,最后停下来,则停的地点到B 的距离为 ( )A .0.50 mB .0.25 mC .0.10 mD .04.(多选)某人通过光滑滑轮将质量为m 的体,沿光滑斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面,物体上升的高度为h ,到达斜面顶端的速度为v ,如图所示。
则在此过程中( )A .物体所受的合力做功为mgh +12m v 2B .物体所受的合力做功为12m v 2C .人对物体做的功为mghD .人对物体做的功大于mgh5.(多选) 质量为m 的物体放在水平面上,它与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g 。
用水平力拉物体,运动一段时间后撤去,最终物体停止运动。
物体运动的v -t 图像如图所示。
下列说法正确的是( ) A .水平拉力大小为F =m v 0t 0B .物体在3t 0时间内位移大小为32v 0t 0C .在0~3t 0时间内水平拉力做的功为12mv 02D .在0~3t 0时间内物体克服摩擦力做功的平均功率为12μmgv 06.(多选)质量为m 的小球在竖直向上的恒力F 作用下由静止开始向上匀加速运动,经时间t 运动到P 点,撤去F 又经时间t 小球回到出发点,速度大小为v ,不计阻力,已知重力加速度为g ,则下列判断正确的是( ) A .撤去力F 时小球的动能为14mv 2B .小球上升的最大高度为v 22gC .拉力F 所做的功为12mv 2D .拉力的最大功率为23mgv7.在体育课上,某同学练习投篮,他站在罚球线处用力将篮球从手中投出,如图所示,篮球约以 1 m/s 的速度撞击篮筐。
2025届高考物理复习:经典好题专项(动能定理及其应用)练习(附答案)
2025届高考物理复习:经典好题专项(动能定理及其应用)练习1.(2023ꞏ北京市东城区模拟)复兴号动车在世界上首次实现速度350 km/h 自动驾驶功能,成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。
一列质量为m 的动车,初速度为v 0,以恒定功率P 在平直轨道上运动,经时间t 达到该功率下的最大速度v m ,设动车行驶过程所受到的阻力F 保持不变。
下列关于列车在整个过程中的说法正确的是( )A .做匀加速直线运动B .牵引力的功率P =F v mC .当动车速度为v m 3时,其加速度为3F mD .牵引力做的功等于12m v m 2-12m v 022. 如图所示,竖直平面内有一半径为R 的14B 。
一质量为m的小物块从A 处由静止滑下,沿轨道运动至C 处停下,B 、C 两点间的距离为R ,物块与圆轨道和水平轨道之间的动摩擦因数相同。
现用始终平行于轨道或轨道切线方向的力推动物块,使物块从C 处缓慢返回A 处,重力加速度为g ,设推力做的功至少为W ,则( )A .W =mgRB .mgR <W <2mgRC .W =2mgRD .W >2mgR3. 如图所示,AB 是带有半径为R 的竖直圆轨道的光滑轨道,它的质量为M ,置于左右固定的水平地面上,紧挨轨道的B 点有一倾角为θ的斜面,一质量为m 的小球从光滑斜面上距B 点4R 处由静止释放,当小球通过圆轨道最高点时轨道恰好能离开地面,已知斜面倾角θ=53°,sin 53°=0.8,不计小球经过B 点时的能量损失,则轨道质量M 与小球质量m 之间的关系为( )A .M =0.8mB .M =1.2mC .M =1.4mD .M =2.0m4. 如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直,一小球以速度v 从轨道下端滑入轨道,并保证从轨道上端水平飞出,则关于小球落地点到轨道下端的水平距离x 与轨道半径R 的关系,下列说法正确的是( )A .R 越大,则x 越大B .R 越小,则x 越大C .当R 为某一定值时,x 才有最大值D .当R 为某一定值时,x 才有最小值5. (2023ꞏ四川绵阳市诊断)如图所示,有一倾角θ=45°的粗糙斜面固定于空中的某位置。
高考物理动能与动能定理题20套(带答案)
高考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.滑板运动是极限运动的鼻祖,许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来.如图所示是滑板运动的轨道,BC 和DE 是两段光滑圆弧形轨道,BC 段的圆心为O 点、圆心角 θ=60°,半径OC 与水平轨道CD 垂直,滑板与水平轨道CD 间的动摩擦因数μ=0.2.某运动员从轨道上的A 点以v 0=3m/s 的速度水平滑出,在B 点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC ,经CD 轨道后冲上DE 轨道,到达E 点时速度减为零,然后返回.已知运动员和滑板的总质量为m =60kg ,B 、E 两点与水平轨道CD 的竖直高度分别为h =2m 和H =2.5m.求:(1)运动员从A 点运动到B 点过程中,到达B 点时的速度大小v B ; (2)水平轨道CD 段的长度L ;(3)通过计算说明,第一次返回时,运动员能否回到B 点?如能,请求出回到B 点时速度的大小;如不能,请求出最后停止的位置距C 点的距离. 【答案】(1)v B =6m/s (2) L =6.5m (3)停在C 点右侧6m 处 【解析】 【分析】 【详解】(1)在B 点时有v B =cos60︒v ,得v B =6m/s (2)从B 点到E 点有2102B mgh mgL mgH mv μ--=-,得L =6.5m (3)设运动员能到达左侧的最大高度为h ′,从B 到第一次返回左侧最高处有21'202B mgh mgh mg L mv μ--⋅=-,得h ′=1.2m<h =2 m ,故第一次返回时,运动员不能回到B 点,从B 点运动到停止,在CD 段的总路程为s ,由动能定理可得2102B mgh mgs mv μ-=-,得s =19m ,s =2L +6 m ,故运动员最后停在C 点右侧6m 处.2.如图所示,不可伸长的细线跨过同一高度处的两个光滑定滑轮连接着两个物体A 和B ,A 、B 质量均为m 。
2024全国高考真题物理汇编:动能和动能定理
2024全国高考真题物理汇编动能和动能定理一、单选题 1.(2024江西高考真题)两个质量相同的卫星绕月球做匀速圆周运动,半径分别为1r 、2r ,则动能和周期的比值为( )A.k121k212,E r T E r T ==B.k111k222,E r T E r T ==C.k121k212,E r T E r T ==D.k111k222E r T E r T ==,2.(2024北京高考真题)水平传送带匀速运动,将一物体无初速度地放置在传送带上,最终物体随传送带一起匀速运动。
下列说法正确的是( ) A .刚开始物体相对传送带向前运动 B .物体匀速运动过程中,受到静摩擦力 C .物体加速运动过程中,摩擦力对物体做负功 D .传送带运动速度越大,物体加速运动的时间越长3.(2024安徽高考真题)某同学参加户外拓展活动,遵照安全规范,坐在滑板上,从高为h 的粗糙斜坡顶端由静止下滑,至底端时速度为v .已知人与滑板的总质量为m ,可视为质点.重力加速度大小为g ,不计空气阻力.则此过程中人与滑板克服摩擦力做的功为( ) A .mghB .212mvC .212mgh mv +D .212mgh mv -4.(2024测试,测试时配重小车被弹射器从甲板上水平弹出后,落到海面上。
调整弹射装置,使小车水平离开甲板时的动能变为调整前的4倍。
忽略空气阻力,则小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的( ) A .0.25倍B .0.5倍C .2倍D .4倍5.(2024福建高考真题)先后两次从高为 1.4m OH =高处斜向上抛出质量为0.2kg m =同一物体落于12Q Q 、,测得128.4m,9.8m OQ OQ ==,两轨迹交于P 点,两条轨迹最高点等高且距水平地面高为3.2m ,下列说法正确的是( )A4 B .第一次过P 点比第二次机械能少1.3J C .落地瞬间,第一次,第二次动能之比为72:85D .第二次抛出时速度方向与落地瞬间速度方向夹角比第一次大二、解答题 6.(2024全国高考真题)将重物从高层楼房的窗外运到地面时,为安全起见,要求下降过程中重物与楼墙保持一定的距离。
【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。
完整版)高中物理动能定理典型练习题(含答案)
完整版)高中物理动能定理典型练习题(含答案)1.正确答案是D。
对于一个物体来说,只有在速度大小(速率)发生变化时,它的动能才会改变。
速度的变化是一个矢量,它可以完全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没有必然的联系。
2.一个物体从高度为H的地方自由落体,落到高度为h的沙坑中停止。
假设物体的质量为m,重力加速度为g,根据动能定理,当物体速度为v时,mgH = 1/2mv^2,因此v =sqrt(2gH)。
在沙坑中,重力做正功,阻力做负功,根据动能定理,1/2mv^2 - Fh = mgh,其中F为物体在沙坑中受到的平均阻力。
解方程得到F = (H + h)mg / (gh)。
3.一个物体沿一曲面从A点无初速度滑下,滑至曲面的最低点B时,下滑高度为5m,物体质量为1kg,速度为6m/s。
假设物体在滑行过程中克服了摩擦力,设摩擦力为F,根据动能定理,mgh - W = 1/2mv^2,其中W为物体克服阻力所做的功。
解方程得到W = 32J。
课后创新演练:1.滑块的质量为1kg,初速度为4m/s,水平力方向向左,大小未知。
在一段时间内,水平力方向变为向右,大小不变为未知。
根据动能定理,水平力所做的功等于滑块动能的变化量,即1/2mv^2 - 1/2mu^2,其中v和u分别为滑块在水平力作用下的末速度和初速度。
根据题意,v = u = 4m/s,解方程得到水平力所做的功为16J。
2.两个物体的质量之比为1:3,高度之比也为1:3.根据动能定理,物体的动能等于1/2mv^2,其中v为物体的速度。
假设两个物体在落地时的速度分别为v1和v2,则v1 : v2 =sqrt(h1) : sqrt(h2),其中h1和h2分别为两个物体的高度。
因此,v1^2 : v2^2 = h1 : h2 = 1 : 9,即它们落地时的动能之比为1:9.3.物体沿长为L的光滑斜面下滑,速度达到末速度的一半时,物体沿斜面下滑的距离为L。
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。
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。
高考物理复习动能定理专题练习题(含答案)
2021高考物理复习动能定理专题练习题(含答案)动能具有瞬时性,是指力在一个过程中对物体所做的功等于在这个过程中动能的变化。
为此查字典物理网整理了动能定理专题练习题,请考生及时练习。
一、选择题1.一质量为m的滑块,以速度v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,经过一段时间后,滑块的速度变为-2v(方向与原来相反),在这段时间内,水平力所做的功为()A.mv2B.-mv2C.mv2D.-mv22.一物体速度由0增大到v,再从v增大到2v,外力做功分别为W1和W2,则W1和W2关系正确的是()A.W1=W2B.W2=2W1C.W2=3W1D.W2=4W13.一质量为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1所示,则力F所做的功为()A.mglcosB.FlsinC.mgl(1-cos )D.Flcos4.某人骑自行车下坡,坡长l=500 m,坡高h=8 m,人和车总质量为100 kg,下坡时初速度为4 m/s,人不踏脚踏板的情况下,到达坡底时车速为10 m/s,g取10 m/s2,则下坡过程中阻力所做的功为()A.-4 000 JB.-3 800 JC.-5 000 JD.-4 200 J5.一辆质量为m,额定功率为P的小车从静止开始以恒定的加速度 a启动,所受阻力为f,经时间t,行驶距离x后达到最大速度vm,然后匀速运动,则从静止开始到达到最大速度的过程中,机车牵引力所做的功为()A.PtB.(f+ma)xC.mvm2D.mvm2+fx6.物体在合外力作用下做直线运动的v-t图象如图2所示.下列表述正确的是()A.在0~1 s内,合外力做正功B.在0~2 s内,合外力总是做负功C.在1 s~2 s内,合外力不做功D.在0~3 s内,合外力总是做正功7.质量为m的小车在水平恒力F的推动下,从山坡(粗糙)底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B,获得的速度为v,AB之间的水平距离为x,重力加速度为g.下列说法不正确的是()图3A.小车克服重力所做的功是mghB.合外力对小车做的功是mv2C.推力对小车做的功是mv2+mghD.阻力对小车做的功是mv2+mgh-Fx二、非选择题8.位于竖直平面内的光滑轨道是由一段斜的直轨道和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 的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动.要求物块能通过圆形轨道最高点,且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg(g为重力加速度).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.9.某小区儿童娱乐的滑滑梯示意图,其中AB为斜面滑槽,与水平方向夹角为37,BC为水平滑槽,与半径为0.2 m的1/4圆弧CD相切,ED为地面.已知通常儿童在滑槽上滑动时的动摩擦系数是0.5,A点离地面的竖直高度AE为2 m,试求:(1)儿童由A处静止起滑到B处时的速度大小.(2)为了儿童在娱乐时不会从C处脱离圆弧水平飞出,水平滑槽BC长至少为多少?(B处的能量损失不计)1.A2.C [由动能定理可知W1=mv2-0,W2=m(2v)2-mv2=mv2,故W2=3W1,C正确.]3.C [应由动能定理求解.由动能定理得:WF+WG=0又WG=-mgl(1-cos )所以WF=mgl(1-cos ),故应选C.]4.B [由动能定理得:mgh+Wf=mv-mv,故Wf=mv-mv-mgh=-3 800 J,故B正确.]5.D [汽车开始做匀加速直线运动,功率不是恒定的,故A错误;由牛顿第二定律知,开始的匀加速阶段,机车牵引力为f+ma,但达到最大速度vm前,有一段变加速过程,牵引力逐渐变小,故B错误;由动能定理可得:W牵-fx=mvm2,所以W牵=mvm2+fx,D正确,C错误.]6.A [根据物体的速度图象可知,物体在0~1 s内做匀加速运动,合外力做正功,A正确;1 s~2 s内做匀减速运动,合外力做负功,根据动能定理可知在0~3 s内合外力做功为零,B、C、D均错误.]7.C [小车克服重力做功W=Gh=mgh,A选项正确;由动能定理知,小车受到的合力做的功等于小车动能的增加,W合=Ek=mv2,B选项正确;由动能定理,W合=W推+W重+W阻=mv2,所以推力做的功W推=mv2-W阻-W重=mv2+mgh-W阻,C选项错误;阻力对小车做的功W阻=mv2-W推-W重=mv2+mgh-Fx,D 选项正确.]8.R5R解析设物块在圆形轨道最高点的速度为v,由机械能守恒定律得mgh=2mgR+mv2①物块在最高点受的力为重力mg、轨道的压力N.重力与压力的合力提供向心力,有mg+N=m②物块能通过最高点的条件是N0③由②③式得v④由①④式得hR⑤按题目要求,N5mg,由②式得v⑥由①⑥式得h5Rh的取值范围是R5R9.(1)3.46 m/s (2)1.0 m解析 (1)对儿童由A到B应用动能定理mg(hAE-R)-mgcos 37=mv解得:vB=3.46 m/s(2)对儿童,在C处mgm-mgxBC=mv-mv解得:xBC=1.0 m动能定理专题练习题及答案的内容就是这些查字典物理网希望考生可以时时有进步。
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(高考题)
动能和动能定理1.足球守门员在发球门球时,将一个静止的质量为0.4kg 的足球,以10m/s 的速度踢出,这时足球获得的动能是J 。
足球沿草地作直线运动,受到的阻力是足球重力的0.2倍,当足球运动到距发球点20米的后卫队员处时,速度为 m/s 。
(g 取10m/s 2)2.如图11所示,半径R =0.40m 的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A 。
一质量m=0.10kg 的小球,以初速度v 0=7.0m/s 在水平地面上向左作加速度a =3.0m/s 2的匀减速直线运动,运动4.0m 后,冲上竖直半圆环,最后小球落在C 点。
求A 、C 间的距离(取重力加速度g=10m/s 2)。
3. 如图4所示,ABCD 是一个盆式容器,盆内侧壁与盆底BC 的连接处都是一段与 BC 相切的圆孤,B 、C 为水平的,其距离 d=0.50m.盆边缘的高度为h=0.30m.在A 物处放一个质量为m 的小块并让其从静止出发下滑.已知盆内侧壁是光滑的,而盆底BC 面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.10.小物块在盆内来回滑动,最后停下来,则停在地点到B 的距离为 ( )A. 0.50mB. 0.25mC. 0.10mD. 04.一个质量为0.3kg 的弹性小球,在光滑水平面上以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磁撞前相同,则碰撞前后小球速度变化量的大 小△v 和碰撞过程中墙对小球做功的大小W 为( )A .△v =0B .△v =12m/sC .W=0D .W=10.8J5.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。
在上升至离地高度h 处,小球的动能是势能的2倍,在下落至离高度h 处,小球的势能是动能的2倍,则h 等于( )(A )H /9 (B )2H /9 (C )3H /9(D )4H /96.质量为m 的飞机以水平速度v 0飞离跑道后逐渐上升,若飞机在此过程中水平速度保持不变,同时受到重力和竖直向上的恒定升力(该升力由其它力的合力提供,不含重力)。
高考物理复习专题五 动能定理 能量守恒定律练习题(含详细答案)
高考物理复习专题五动能定理能量守恒定律一、单选题1.如图所示,在竖直平面内有一固定轨道,其中AB是长为R的粗糙水平直轨道,BCD是圆心为O,半径为R的3/4光滑圆弧轨道,两轨道相切于B点.在推力作用下,质量为m的小滑块从A 点由静止开始做匀加速直线运动,到达B点时即撤去推力,小滑块恰好能沿圆轨道经过最高点C。
重力加速度大小为g,取AB所在的水平面为零势能面。
则小滑块()A.在AB段运动的加速度为2gB.经B点时加速度为零C.在C点时合外力的瞬时功率为D.上滑时动能与重力势能相等的位置在直径DD′上方2.运输人员要把质量为,体积较小的木箱拉上汽车。
现将长为L的木板搭在汽车尾部与地面间,构成一固定斜面,然后把木箱沿斜面拉上汽车。
斜面与水平地面成30o角,拉力与斜面平行。
木箱与斜面间的动摩擦因数为,重力加速度为g。
则将木箱运上汽车,拉力至少做功()A.B.C.D.3.如图所示,轻质弹簧的一端固定在粗糙斜面的挡板O点,另一端固定一个小物块。
小物块从P1位置(此位置弹簧伸长量为零)由静止开始运动,运动到最低点P2位置,然后在弹力作用下上升运动到最高点P3位置(图中未标出)。
在此两过程中,下列判断正确的是()A.下滑和上滑过程弹簧和小物块系统机械能守恒B.下滑过程物块速度最大值位置比上滑过程速度最大位置高C.下滑过程弹簧和小物块组成系统机械减小量比上升过程小D.下滑过程克服弹簧弹力和摩擦力做功总值比上滑过程克服重力和摩擦力做功总值小4.如图所示,水平桌面上有一小车,装有砂的砂桶通过细绳给小车施加一水平拉力,小车从静止开始做直线运动。
保持小车的质量M不变,第一次实验中小车在质量为m1的砂和砂桶带动下由静止前进了一段距离s;第二次实验中小车在质量为m2的砂和砂桶带动下由静止前进了相同的距离s,其中。
两次实验中,绳对小车的拉力分别为T1和T2,小车,砂和砂桶系统的机械能变化量分别为和,若空气阻力和摩擦阻力的大小保持不变,不计绳,滑轮的质量,则下列分析正确的是()A.B.C.D.5.小车静止在光滑的水平导轨上,一个小球用细绳悬挂在车上由图中位置无初速释放,在小球下摆到最低点的过程中,下列说法正确的是( )A.绳对球的拉力不做功B.球克服绳拉力做的功等于球减少的机械能C.绳对车做的功等于球减少的动能D.球减少的重力势能等于球增加的动能6.如图所示,自动卸货车静止在水平地面上,车厢在液压机的作用下,θ角缓慢增大,在货物相对车厢仍然静止的过程中,下列说法正确的是()A.货物受到的支持力变小B.货物受到的摩擦力变小C.货物受到的支持力对货物做负功D.货物受到的摩擦力对货物做负功7.一质量为0.6kg的物体以20m/s的初速度竖直上抛,当物体上升到某一位置时,其动能减少了18J,机械能减少了3J。
高中物理新高考考点复习17 动能和动能定理
考点规范练17动能和动能定理一、单项选择题1.下列有关动能的说法正确的是()A.物体只有做匀速运动时,动能才不变B.物体的动能变化时,速度不一定变化C.物体做平抛运动时,水平速度不变,动能不变D.物体做自由落体运动时,物体的动能增加2.一个质量为0.3 kg的弹性小球,在光滑水平面上以6 m/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相同,则下列碰撞前后小球速度变化量的大小Δv和碰撞过程中小球的动能变化量ΔE k正确的是()A.Δv=0B.Δv=12 m/sC.ΔE k=1.8 JD.ΔE k=10.8 J3.光滑斜面上有一个小球自高为h的A处由静止开始滚下,抵达光滑水平面上的B点时速度大小为v0。
光滑水平面上每隔相等的距离设置了一个与小球运动方向垂直的活动阻挡条,如图所示,小球越过n条活动阻挡条后停下来。
若让小球从h高处以初速度v0滚下,设小球每次越过活动阻挡条时损失的动能相等,则小球能越过的活动阻挡条的条数是()A.nB.2nC.3nD.4n4.(2021·湖北武汉月考)物块在水平面上以初速度v0直线滑行,前进x0后恰好停止运动,已知物块与水平面之间的动摩擦因数为μ,且μ的大小与物块滑行的距离x的关系为μ=kx(k为常数),重力加速度为g。
则() A.v0=√kgx02 B.v0=√2kgx02D.v0=2√kgx02C.v0=√kgx0225.(2021·广东深圳月考)如图所示,物块从固定斜面的最高点由静止滑下,冲上右侧光滑曲面,经过最低点连接处时无能量损失。
已知物块与斜面的动摩擦因数μ=0.25,斜面高度h=1.20 m,斜面倾角θ=37°,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,物块在曲面上升的最大高度为()A.0.70 mB.0.80 mC.0.96 mD.1.20 m6.(2021·湖北学业水平选择性考试模拟演练)如图所示,两倾角均为θ的光滑斜面对接后固定在水平地面上,O点为斜面的最低点。
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。
动能 动能定理
2020年高考物理备考:专题练习卷---动能 动能定理一、单项选择题(每小题5分,共50分)1.物体在合力作用下做直线运动的v t 图象如图522所示。
下列表述正确的是( )A .在0~1 s 内,合力做正功B .在0~2 s 内,合力总是做负功C .在1 s ~2 s 内,合力不做功D .在0~3 s 内,合力总是做正功 【答案】A【解析】由动能定理可知,合力做的功等于动能的增量,0~1 s 内,速度增加,合力做正功,A 正确;1 s ~2 s 内动能减小,合力做负功,0~3 s 内,动能增量为零,合力不做功,而0~2 s 内,动能增大,合力做正功,B 、C 、D 错误。
2.A 、B 两物体在光滑水平面上,分别在相同的水平恒力F 作用下,由静止开始通过相同的位移l 。
若A 的质量大于B 的质量,则在这一过程中( ) A .A 获得动能较大 B .B 获得动能较大C .A 、B 获得动能一样大D .无法比较A 、B 获得动能大小 【答案】C【解析】由动能定理可知恒力F 做功W =Fl =12mv 2-0,因为F 、l 相同,所以A 、B 的动能变化相同,C 正确。
3.物体沿直线运动的v -t 关系如图1所示,已知在第1 s 内合力对物体做的功为W ,则( )A .从第1 s 末到第3 s 末合力做功为4WB .从第3 s 末到第5 s 末合力做功为-2WC .从第5 s 末到第7 s 末合力做功为WD .从第3 s 末到第4 s 末合力做功为0.75W 【答案】C【解析】 由题图知,第1 s 末速度、第3 s 末速度、第7 s 末速度大小关系v 1=v 3=v 7,由题知W =12mv 21-0,则由动能定理知第1 s 末到第3 s 末合力做功W 2=12mv 23-12mv21=0,A 错误;第3 s 末到第5 s 末合力做功W 3=0-12mv 23=-W ,B 错误;第5 s 末到第7 s 末合力做功W 4=12mv 27-0=W ,C 正确;第3 s 末到第4 s 末合力做功W 5=12 mv 24-12mv 23,因v 4=12v 3,所以W 5=-0.75W ,D 错误。
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2008高考物理专题复习 动能 动能定理练习题考点:动能.做功与动能改变的关系(能力级别:Ⅰ)1.动能(1)定义:物体由于运动而具有的能量叫做动能.(2)计算公式:221mv E k =.国际单位:焦耳(J). (3)说明:①动能只有大小,没有方向,是个标量.计算公式中v 是物体具有的速率.动能恒为正值. ②动能是状态量,动能的变化(增量)是过程量.③动能具有相对性,其值与参考系的选取有关.一般取地面为参考系.【例题】位于我国新疆境内的塔克拉玛干沙漠,气候干燥,风力强劲,是利用风力发电的绝世佳境.设该地强风的风速v =20m/s,空气密度ρ=1.3kg/m 3,如果把通过横截面积为s=20m 2的风的动能全部转化为电能,则电功率的大小为多少?(取一位有效数字).〖解析〗时间t 内吹到风力发电机上的风的质量为 vts m ρ=这些风的动能为 221mv E k = 由于风的动能全部转化为电能,所以发电机的发电功率为 W s v t E P k 5310121⨯≈==ρ 2.做功与动能改变的关系 动能定理 (1)内容:外力对物体做的总功等于物体动能的变化.即:合外力做的功等于物体动能的变化.(2)表达式: 12k k E E W -=合 或k E W ∆=合(3)对动能定理的理解:①合W 是所有外力对物体做的总功,等于所有外力对物体做功的代数和,即:W 合=W 1+ W 2+ W 3+…….特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下,只要把各个力在各个阶段所做的功都按照代数和加起来,就可以得到总功.②因动能定理中功和能均与参考系的选取有关,所以动能定理也与参考系的选取有关,一般以地球为参考系.③不论做什么运动形式,受力如何,动能定理总是适用的.④做功的过程是能量转化的过程,动能定理中的等号“=”的意义是一种因果联系的数值上相等的符号, 它并不意谓着“功就是动能的增量”,也不意谓着“功转变成动能”,而意谓着“合外力的功是物体动能变化的原因,合外力对物体做多少功物体的动能就变化多少”.⑤合W >0时,E k2>E k1,物体的动能增加; 合W <0时,E k2<E k1,物体的动能减小; 合W =0时,E k2=E k1,物体的动能不变.⑥和动量定理一样,动能定理也建立起过程量(功)和状态量(动能)间的联系.这样,无论求合外力做的功还是求物体动能的变化,就都有了两个可供选择的途径.和动量定理不同的是:功和动能都是标量,动能定理表达式是一个标量式,不能在某一个方向上应用动能定理.3. 应用动能定理解题的步骤 ⑴确定研究对象和研究过程.和动量定理不同,动能定理的研究对象只能是单个物体,如果是系统,那么系统内的物体间不能有相对运动.(原因是:系统内所有内力的总冲量一定是零,而系统内所有内力做的总功不一定是零).⑵对研究对象进行受力分析.(研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析,含重力).⑶写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功(注意功的正负).如果研究过程中物体受力情况有变化,要分别写出该力在各个阶段做的功.⑷写出物体的初、末动能.⑸按照动能定理列式求解.变式练习1. 图中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 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 的小滑块在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,将它缓慢地由D 点推回到A 点时停下.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:A.mghB.2mghC.)sin (θμh s mg + D.μmgs +μmghctg θ 2. 具有某一速度v 的子弹(不考虑重力作用),恰好能垂直射穿4块叠放在一起的等厚同质的固定木块,则此子弹在刚穿第一块木块时的速率是: A.v 23 B.v 43 C.v 32 D.v 33 3. 一内壁光滑的环形细圆管,位于竖直平面内,环的半径为R (比细管的半径大得多).在圆管中有两个直径与细管内径相同的小球(可视为质点).A 球的质量为m 1,B 球的质量为m 2.它们沿坏形圆管顺时针运动,经过最低点时的速度都为v 0,设A 球运动到最低点时,B 球恰好运动到最高点,若要此时两球作用于圆管的合力为零,那么m 1,m 2,R 与v 0应满足的关系式是 。
能力过关检测1. 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.物体的动量不可能总是不变的C.物体的加速度一定变化D.物体的速度的方向一定变化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.0B.8JC.16JD.32J3. 两辆汽车在同一平直路面上行驶,它们的质量之比m 1:m 2=1:2,速度之比v 1:v 2=2:1.当两车急刹车后,甲车滑行的最大距离为s 1,乙车滑行的最大距离为s 2.设两车与路面间的动摩擦因数相等,不计空气阻力,则:A.s 1:s 2=l:2B.s 1:s 2=l:1C.s 1:s 2=2:1D.s 1:s 2=4:14. 有两个物体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a 和b 分别受到不变的阻力F a 和F b 的作用,经过相同的时间停下来,它们的位移分别为s a 和s b ,则:A.F a > F b 且s a <s bB. F a > F b 且s a >s bC.F a < F b 且s a >s b D F a < F b 且s a <s b5.汽车拉着拖车在平直公路上匀速行驶,突然拖车与汽车脱钩,而汽车的牵引力不变,各自受到的阻力不变,则脱钩后,在拖车停止运动前①汽车和拖车的总动量不变 ②汽车和拖车的总动能不变③汽车和拖车的总动量增加 ④汽车和拖车的总动能增加A. ①③B. ①④C. ②③D. ②④6.一个小物体从斜面底端冲上足够长的斜面后又返回到斜面的底端。
已知小物体的初动能为E ,它返回斜面底端的速度为v ,克服摩擦力做功为E /2,若小物体以2E 的初动能冲上斜面,则有: ①返回斜面底端时的动能为3E /2 ②返回斜面底端时的动能为E ③返回斜面底端时的速度为v 2 ④小物体两次往返克服摩擦力做功相同A. ①④B. ②③C. ①③D. ②④7.如图所示,质量为m 的长木板,在光滑的水平面上以速度v 匀速运动,若将质量也为m 的小铁块无初速的放在长木板的前端,经过一段时间后,小铁块与长木板相对静止,在此过程中,木板上表面的摩擦力对小铁块做的功为: A.221mv B.241mv C.281mv D.261mv 8.如图所示,一物块以6m/s 的初速度从曲面A 点下滑,运动到B 点时速度仍为6m/s ,若物块以5m/s 的初速度仍由A 点下滑,则它运动到B 点时的速度:A.大于5m/sB.等于5m/sC.小于5m/sD.条件不足,无法确定9.质量为m 的小球从离地面H 高处无初速下落,运动过程中空气阻力始终是球重的k 倍(k<1),小球与地面碰撞无能量损失,则小球在停止运动前走过的总路程为 。
10.如图所示,物体质量为m ,由静止开始从A 点沿斜面从h 1高处下滑到水平面,随后又沿另一斜面上滑到h 2高处的B 点停止。
现若在B 点给它一个瞬时冲量,使之从B点沿原路返回到A 点,则需要给物体的最小冲量为 。
11.跳高运动员从地面起跳后上升到一定的高度,跃过横杆后落下,为了避免对运动员的伤害,在运动员落下的地方设置一片沙坑。
某运动员质量为60kg ,身高为1.84m 。
运动员从距地面高度为1.90m 的横杆上落下,设运动员开始下落的初速度为零。
他的身体直立落地,双脚在沙坑中陷下去的深度为0.10m ,落地过程中重心下落的高度为1.25m 。
忽略他下落过程中受到的空气阻力。
求:(1)运动员接触到沙坑表面的速度大小(2)沙坑对运动员平均阻力的大小(g 取10m/s 2)12.如图所示,轻质长绳水平的跨在相距2L 的两个小滑轮A 、B 上,质量为m 的物体悬挂在绳上的O 点,O 点与A 、B 量滑轮的距离相等,在轻绳的C 、D 两端分别施加竖直向下的恒力F=mg ,先托住物块,使绳子处于水平拉直状态。
无初速的释放物块,在它下落过程中保持C 、D 两端的拉力F 不变,不计滑轮处的摩擦,求:(1)当物块下落距离h 多大时,物块的加速度为零?(2)在第(1)问所述的过程中,C 端恒力F 做的功为多大?(3)物块下落过程中的最大速度v m 及下落的最大距离H 。
13、一司机驾车在田野里行驶,突然发现前方不远处有一横沟,在反应时间内作出决策,是采用急刹车还是急转弯好?13、如图所示,斜槽轨道下端与一个半径为0.4m 的圆形轨道相连接.一个质量为0.1kg 的物体从高为H =2m 的A 点由静止开始滑下,运动到圆形轨道的最高点C 处时,对轨道的压力等于物体的重力.求物体从A 运动到C 的过程中克服摩擦力所做的功.(g 取10m/s 2)CD15、如图所示,在光滑的水平面上有一平板小车M 正以速度v 向右运动.先将一质量为m 的木块无初速地放在小车的右端,由于木块和小车间的摩擦力的作用,小车的速度将发生变化.为使小车保持原来的速度不变,必须及时对小车施加一向右的水平恒力F.当F 作用一段时间后把它撤去时,木块恰能随小车一起以速度v 共同向右运动.设木块和小车间的动摩擦因数为μ,求:(1)为避免木块滑出小车,小车的长度至少为多少? (2)上述过程中水平恒力F 对小车做多少功?16、如图所示,一辆汽车通过一根跨过定滑轮的绳PQ 提升井中质量为m 的物体,绳的P 端拴在车后的挂钩上,Q 端拴在物体上.设绳的总长不变,绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、滑轮上的摩擦都忽略不计.开始时,车在A 点,左右两侧绳都已绷紧并且是竖直的,左侧绳长为H .提升时,车加速向左运动,沿水平方向从A 经过B 驶向C ,设A 到B 的距离也为H ,车过B 点时的速度为v 。
求在车由A 移到B 的过程中,绳Q 端的拉力对物体做的功.材料专题十 动能 动能定理答案变式练习一 答案:3:1;9:1变式练习二 1.答案:B 2. 答案:A3.答案:对A 球在最低点分析,由牛顿第二定律Rv m g m N 2011=- 设B 在最高点的速度为v ,由动能定理202221212mv mv gR m -=- 在最高点,对B 由牛顿第二定律Rv m g m N 222=+'由题意得N N '=联立上式,整理可得 0)()(212021=++-g m m Rv m m 能力过关检测1.答案:B2.答案:A3.答案:D4.答案:A5.答案:B6.答案:B7.答案:C8.答案:A 9. 答案:H/k 10. 答案:)(221h h g m -11.答案:(1)运动员从高处落下到接触沙坑的过程中,运动员重心下落的高度为m h 25.1=,由动能定理得 221mv mgh =所以 s m v /5=(2)运动员从下落到在沙坑中停下,这个过程中初、末动能都为零,由动能定理得 0)(=-+fl l h mg所以可以解得,沙坑对运动员的平均阻力为N f 3101.8⨯=。