高考物理专题复习 动能 动能定理练习题

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 22

1mv 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 531012

1⨯≈==

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

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.mgh

B.2mgh

C.)sin (θ

μh 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 3

3 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.0

B.8J

C.16J

D.32J

3. 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:2

B.s 1:s 2＝l:1

C.s 1:s 2＝2:1

D.s 1:s 2＝4:1

4. 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

B. F a > F b 且s a >s b

C.F a < F b 且s a >s b D F a < F b 且s a

5.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. ①③

B. ①④

C. ②③

D. ②④

6.一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. ①④

B. ②③

C. ①③

D. ②④

7.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.24

1mv C.281

mv 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/s

B.等于

5m/s