动能定理练习题附标准答案.doc
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。
(完整版)高中物理动能定理典型练习题(含答案)
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】D2.物体由高出地面H 高处由静止自由落下,不考虑空气阻力,落至沙坑表面进入沙坑h 停止(如图5-3-4所示).求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍?【解析】 选物体为研究对象, 先研究自由落体过程,只有重力做功,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0212-=mv mgH 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2210mv Fh mgh -=- ②由①②两式解得hh H mg F += 另解:研究物体运动的全过程,根据动能定理有000)(=-=-+Fh h H mg解得hh H mg F +=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5m ,若物体的质量为lkg ,到B 点时的速度为6m/s ,则在下滑过程中,物体克服阻力所做的功为多少?(g 取10m/s 2)【解析】设物体克服摩擦力图5-3-5Hh图5-3-4图5-3-6图5-3-7所做的功为W ,对物体由A 运动到B 用动能定理得221mv W mgh =- Jmv mgh W 32612151012122=⨯⨯-⨯⨯=-=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 )A .4LB .L )12(-C .2LD .2L4.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 0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( ACD )A .fL =21Mv 2B .f s =21mv 2C .f s =21mv 02-21(M +m )v 2D .f (L +s )=21mv 02-21mv 25.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 0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 成30°角处,在此 过程中人所做的功 为( D ) A .mv 02/2B .mv 02C .2mv 02/3D .3mv 02/86.如图5-3-8所示,一小物块初速v 1,开始由A 点沿水平面滑至B 点时速度为v 2,若该物块仍以速度v 1从A 点沿两斜面滑动至B 点时速度为v 2’,已知斜面和水平面与物块的动摩擦因数相同,则( C ) A.v 2>v 2' B.v 2<v 2’ C.v 2=v 2’ D .沿水平面到B 点时间与沿斜面到达B 点时间相等. 7.如图5-3-9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?【解析】滑块在滑动过程中,要克服摩擦力做功,其机械能不断减少;又因为滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力,所以最终会停在斜面底端.在整个过程中,受重力、摩擦力和斜面支持力作用,其中支持力不做功.设其经过和总路程为L ,对全过程,由动能定理得:200210cos sin mv L ng mgS -=-αμα得αμαcos 21sin mgS 20mg mv L +=8.如图5-3-10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,由传送带传知工件与传送带间的动摩擦因数23=μ,g 取送至h =2m 的高处.已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?【解析】 (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 得:图5-3-8图5-3-10V 0S 0αP 图5-3-9)30sin 30cos 23(10)sin cos (sin 00-⨯=-=-=θθμθg g mFa =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5.2222220⨯==a v x =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。
动能与动能定理经典习题及答案(免费》
1.关于做功和物体动能变化的关系,不正确的是().A.只有动力对物体做功时,物体的动能增加B.只有物体克服阻力做功时,它的功能减少C.外力对物体做功的代数和等于物体的末动能和初动能之差D.动力和阻力都对物体做功,物体的动能一定变化2.下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系正确的是().A.如果物体所受的合外力为零,那么合外力对物体做的功一定为零B.如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零C.物体在合外力作用下作变速运动,动能一定变化D.物体的动能不变,所受的合外力必定为零3.两个材料相同的物体,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4.一个物体沿着高低不平的自由面做匀速率运动,在下面几种说法中,正确的是().A.动力做的功为零B.动力做的功不为零C.动力做功与阻力做功的代数和为零D.合力做的功为零5.放在水平面上的物体在一对水平方向的平衡力作用下做匀速直线运动,当撤去一个力后,下列说法中错误的是().A.物体的动能可能减少B.物体的动能可能增加C.没有撤去的这个力一定不再做功D.没有撤去的这个力一定还做功平面上做匀速圆周运动,拉力为某个值F时,转动半径为B,当拉力逐渐减小到了F/4时,物体仍做匀速圆周运动,半径为2R,则外力对物体所做的功大小是().A、FR/4B、3FR/4C、5FR/2D、零7. 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. 32J8.质量为5×105kg的机车,以恒定的功率沿平直轨道行驶,在3minl内行驶了1450m,其速度从10m/s增加到最大速度15m/s.若阻力保持不变,求机车的功率和所受阻力的数值.9. 一小球从高出地面Hm 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。
高二物理动能定理试题答案及解析
高二物理动能定理试题答案及解析1.质量为m的物体从静止以的加速度竖直上升h,关于该过程下列说法中正确的是()A.物体的机械能增加B.物体的机械能减小C.重力对物体做功D.物体的动能增加【答案】D【解析】物体从静止以的加速度竖直上升h,重力做了,故重力势能增加为,故A、C选项错误;牛顿第二定律,解得,故F做的功为,故物体的机械能增加了,B选项错误;由动能定理知,解得物体的动能增加,故D选项正确。
【考点】牛顿第二定律动能定理重力做功与重力势能的关系机械能的电场加速后从中心进入一个平行板2.带电量为Q,质量为m的原子核由静止开始经电压为U1电容器,进入时速度和电容器中的场强方向垂直。
已知:电容器的极板长为L,极板间距为d,,重力不计,求:两极板的电压为U2(1)经过加速电场后的速度;(2)离开电容器电场时的偏转量。
【答案】(1);(2)【解析】试题分析: (1)粒子在加速电场加速后,由动能定理得速度为(2)进入偏转电场,粒子在平行于板面的方向上做匀速运动在垂直于板面的方向做匀加速直线运动,加速度因此离开电容器电场时的偏转。
【考点】动能定理,带电粒子在匀强电场中的运动3.如图所示,在点电荷Q的电场中,已知a、b两点在同一等势面上,c、d两点在同一等势面上,无穷远处电势为零。
甲、乙两个带粒子经过a点时动能相同,甲粒子的运动轨迹为acb,乙粒子的运动轨迹为adb.由此可以判定:A.甲粒子经过c点与乙粒子经过d点时的动能相等B.甲、乙两粒子带同种电荷C.甲粒子经过b点时的动能小于乙粒子经过b点时的动能D.甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能【答案】 D【解析】试题分析: ac两点和ad两点之间的电势差相等,因为两电荷的电量大小未知,则无法比较电场力做功,根据动能定理,无法比较粒子在c点和d点的动能大小.故A错误;根据轨迹的弯曲知,乙电荷受到的斥力,甲电荷受到的是引力.所以两粒子的电性相反.故B错误;a到b,不管沿哪一路径,电场力做功为零,动能不变.故C错误;因为甲粒子受到的引力作用,电场力做正功,电势能减少,乙粒子受到的是斥力作用,电场力做负功,电势能增加,所以甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能.故D正确;【考点】等势面;动能定理的应用;电势能4.如图所示,粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷,带负电的小物体以初速度从M点沿斜面上滑,到达N点时速度为零,然后下滑回到M点,此时速度为.若小物体电荷量保持不变,OM=ON,则 ( )A.小物体上升的最大高度为B.从N到M的过程中,小物体的电势能逐渐减小C.从M到N的过程中,电场力对小物体先做负功后做正功D.从N到M的过程中,小物体受到的摩擦力和电场力均是先减小后增大.【答案】A【解析】对小物体,从M到N再到M,由动能定理可知:,从M到N,由动能定理可知:,联立解得:,故选项A正确;从N到M,电场力对小球先做正功再做负功,电势能先减小再增大,故选项BC错误;从N到M,电场力先增大再减小,故选项D错误.【考点】本题考查动能定理的应用、摩擦力及电场力做功的特点,涉及能量变化的题目一般都要优先考虑动能定理的应用,并要求学生能明确几种特殊力做功的特点,如摩擦力、电场力、洛仑兹力等.5.如图所示,光滑绝缘杆竖直放置,它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点,质量为m,带电量为的有孔小球从杆上A点无初速下滑,已知q<<Q,AB=h,小球滑到B点时速度大小为,则小球从A运动到B的过程中,电场力做的功为:______________;A、C 两点间电势差为 ____________.【答案】;【解析】试题分析: 设小球由A到B电场力所做的功为WAB ,由动能定理得mgh+WAB=解得:WAB=由于B、C在以Q为圆心的圆周上,所以φB =φC,所以UAC=UAB==【考点】动能定理的应用,,电势能。
动能定理功能关系练习题142题含答案
动能定理练习稳固根底一、不定项选择题〔每题至少有一个选项〕1.以下关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系,以下说法中正确的选项是〔〕A.如果物体所受合外力为零,那么合外力对物体所的功一定为零;B.如果合外力对物体所做的功为零,那么合外力一定为零;C.物体在合外力作用下做变速运动,动能一定发生变化;D.物体的动能不变,所受合力一定为零。
2.以下说法正确的选项是〔〕A.某过程中外力的总功等于各力做功的代数之和;B.外力对物体做的总功等于物体动能的变化;C.在物体动能不变的过程中,动能定理不适用;D.动能定理只适用于物体受恒力作用而做加速运动的过程。
3.在光滑的地板上,用水平拉力分别使两个物体由静止获得一样的动能,那么可以肯定〔〕A.水平拉力相等 B.两物块质量相等C.两物块速度变化相等 D.水平拉力对两物块做功相等4.质点在恒力作用下从静止开场做直线运动,那么此质点任一时刻的动能〔〕A.与它通过的位移s成正比B.与它通过的位移s的平方成正比C.与它运动的时间t成正比D.与它运动的时间的平方成正比5.一子弹以水平速度v射入一树干中,射入深度为s,设子弹在树中运动所受的摩擦阻力是恒定的,那么子弹以v/2的速度射入此树干中,射入深度为〔〕A.s B.s/2 C.2/s D.s/4 6.两个物体A、B的质量之比m A∶m B=2∶1,二者动能一样,它们和水平桌面的动摩擦因数一样,那么二者在桌面上滑行到停顿所经过的距离之比为〔〕A.s A∶s B=2∶1 B.s A∶s B=1∶2 C.s A∶s B=4∶1 D.s A∶s B=1∶47.质量为m的金属块,当初速度为v0时,在水平桌面上滑行的最大距离为L,如果将金属块的质量增加到2m,初速度增大到2v0,在同一水平面上该金属块最多能滑行的距离为〔〕A.L B.2L C.4L D.8.一个人站在阳台上,从阳台边缘以一样的速率v0,分别把三个质量一样的球竖直上抛、竖直下抛、水平抛出,不计空气阻力,那么比拟三球落地时的动能〔〕A.上抛球最大 B.下抛球最大 C.平抛球最大 D.三球一样大9.在离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块,抛出时的速度为v0,当它落到地面时速度为v,用g表示重力加速度,那么此过程中物块克制空气阻力所做的功等于〔 〕A .2022121mv mv mgh --B .mgh mv mv --2022121 C .2202121mv mv mgh -+ D .2022121mv mv mgh -- 10.水平抛出一物体,物体落地时速度的方向与水平面的夹角为θ,取地面为参考平面,那么物体刚被抛出时,其重力势能与动能之比为〔 〕A .sin 2θB .cos 2θC .tan 2θD .cot 2θ11.将质量为1kg 的物体以20m/s 的速度竖直向上抛出。
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。
5.动能 动能定理(含答案)
动能 动能定理要点一 动能的概念即学即用1.关于物体的动能,下列说法中正确的是( )A.物体速度变化,其动能一定变化B.物体所受的合外力不为零,其动能一定变化C.物体的动能变化,其运动状态一定发生改变D.物体的速度变化越大,其动能一定变化也越大 答案 C要点二 动能定理即学即用2.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,人不踏车的情况下,到达坡底时车速为10 m/s,g 取10 m/s 2,则下坡过程中阻力所做的功为 ( ) A.-4 000 J B.-3 800 J C.-5 000 J D.-4 200 J 答案 B题型1 动能及动能的变化【例1】质量为m=2 kg 的物体,在水平面上以v 1=6 m/s 的速度匀速向西运动,若有一个F=8 N 方向向北的恒力作用于物体,在t=2s内物体的动能增加了( )A.28 JB.64 JC.32 JD.36 J 答案 B题型2 应用动能定理的一般问题【例2】一辆车通过一根跨过定滑轮的轻绳PQ 提升井中质量为m 的物体,如图所示,绳的P 端拴在车后的挂钩上.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,车向左加速运动,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 点时速度为v B .求车由A 移到B 的过程中,绳Q 端的拉力对物体做的功是多少? 答案 241)12(B m mgH v +- 题型3 情景建模【例3】如图所示,某滑板爱好者在离地h=1.8 m 高的平台上滑行,水平离开A 点后落在水平地面的B 点,其水平位移l 1=3 m,着地时由于存在能量损失,着地后速度变为v=4 m/s,并以此为初速度沿水平地面滑行l 2=8 m 后停止.已知人与滑板的总质量m=60 kg.求:(1)人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小.(2)人与滑板离开平台时的水平初速度.(空气阻力忽略不计,g 取10 m/s 2) 答案 (1)60 N (2)5 m/s6.如图所示,在高1.5 m 的光滑平台上有一个质量为2 kg 的小球被一细线拴在墙上,球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧.当烧断细线时,小球被弹出,小球落地时的速度方向与水平方向成60°角,则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g =10 m/s 2)( ) A .10 J B .15 J C .20 J D .25 J7.(2013·阳江模拟)如图5-2-11所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一物体向右滑行,并冲上固定在地面上的斜面.设物体在斜面最低点A 的速度为v ,压缩弹簧至C 点时弹簧最短,C 点距地面高度为h ,则从A 到C 的过程中弹簧弹力做功是( )A .mgh -12m v 2 B.12m v 2-mghC .-mghD .-(mgh +12m v 2)【动能定理及应用】8..质量m =1 kg 的物体,在与物体初速度方向相同的水平拉力的作用下,沿水平面运动过程中动能—位移的图像如图所示.在位移为4m 时撤去F ,物块仅在摩擦力的作用下运动.求:(g 取10m/s 2)(1)物体的初速度多大?(2)物体和平面间的动摩擦因数多大?(3)拉力F 的大小.9.(2013·湛江模拟)如图所示,用汽车通过定滑轮拉动水平平台上的货物,若货物的质量为m ,与平台间的动摩擦因数为μ,汽车从静止开始把货物从A 拉到B 的过程中,汽车从O 到达C 点处时速度为v ,若平台的高度为h ,滑轮的大小和摩擦不计,求这一过程中汽车对货物做的功.10.高台滑雪运动员经过一段弧长为s=10π3m的圆弧后,从圆弧上的O点水平飞出,圆弧半径R=10 m,他在圆弧上的O点受到的支持力为820 N.运动员连同滑雪板的总质量为50 kg,他落到了斜坡上的A点,斜坡与水平面的夹角θ=37°,如图所示.忽略空气阻力的影响,取重力加速度g=10 m/s2,求:(1)运动员离开O点时的速度大小;(2)运动员在圆弧轨道上克服摩擦力做的功;(3)运动员落到斜坡上的速度大小.(可用根号表示)11。
高中动能定理试题及答案
高中动能定理试题及答案一、选择题1. 动能定理表明,一个物体的动能变化量等于外力对它做的功。
以下哪个选项描述了正确的动能定理?A. 动能的变化量等于外力做的功B. 动能的变化量等于外力做的功的负值C. 动能的变化量等于外力做的功的两倍D. 动能的变化量等于外力做的功的一半答案:A2. 一个物体从静止开始,沿着光滑斜面下滑,其动能变化量与下列哪个因素无关?A. 斜面的长度B. 斜面的角度C. 物体的质量D. 物体的初速度答案:D二、填空题3. 动能定理的数学表达式为:\(\Delta E_k = W\),其中\(\Delta E_k\)表示动能的变化量,W表示_______。
答案:外力做的功4. 一个质量为2kg的物体从高度为5m的平台上自由落体,忽略空气阻力,其落地时的动能为_______J(g取10m/s²)。
答案:100三、计算题5. 一辆质量为1000kg的汽车以20m/s的速度行驶,突然刹车,经过10s后停止。
假设汽车在刹车过程中受到的阻力是恒定的,求阻力的大小。
答案:2000N四、简答题6. 描述动能定理在实际生活中的应用。
答案:动能定理在实际生活中有广泛的应用,例如在汽车的制动系统设计中,通过计算刹车时的动能变化量,可以确定所需的制动力,以确保车辆在安全距离内停止。
此外,在运动训练中,运动员通过控制动能的变化来优化运动表现,如跳高运动员通过助跑来增加起跳时的动能,以跳得更高。
五、实验题7. 设计一个实验来验证动能定理。
请描述实验步骤和预期结果。
答案:实验步骤:- 准备一个斜面、一个质量已知的小车、一个测力计和一把尺子。
- 将小车放置在斜面的不同高度,测量小车从静止开始滑下到达斜面底部的速度。
- 使用测力计测量小车在滑下过程中受到的摩擦力。
- 计算小车在不同高度滑下时的动能变化量和摩擦力做的功。
预期结果:- 预期小车的动能变化量与摩擦力做的功相等,从而验证动能定理。
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。
(完整版)动能定理专项练习(带答案)
动能定理专项训练1. 下列说法正确的是()A.物体所受合力为0,物体动能可能改变B.物体所受合力不为0,动能一定改变C.物体的动能不变,它所受合力一定为0 D.物体的动能改变,它所受合力一定不为2. 一质量为2 kg 的滑块,以4 m/s 的速度在光滑的水平面上向左滑行,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4 m/s ,在这段时间里水平力做的功为() 3. 汽车在平直公路上行驶,在它的速度从零增至的速度从v 增大至2v 的过程中,汽车所做的功为 v 的过程中,汽车发动机做的功为 W,在它 W2,设汽车在行驶过程中发动机的牵引力和所受阻力不变,则有( )A . W =2WB . W =3WC 4 •如图所示,DC 是水平面,AB 是斜面,初速为 v o 的物体从D 点出发沿DBA #到A 点且速度刚好为零。
如果斜面改为 AC 让该物体从D 点出发沿DCA t 到A 点且速度 刚好为零,则物体具有初速度(已知物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为 零)( ) A .大于v o B •等于v o C •小于v o D •取决于斜面的倾角5 .假设汽车紧急刹车制动后所受阻力的大小与汽车所受重力的大小差不多, 当汽车以20m/s 的速度行驶时,突然制动。
它还能继续滑行的距离约为( )6 •质量为m 的小球用长度为 L 的轻绳系住,在竖直平面内做圆周运动,运动过程中小球受空 气阻力作用•已知小球经过最低点时轻绳受的拉力为 7ng ,经过半周小球恰好能通过最高点, 则 此过程中小球克服空气阻力做的功为( A . ng L /4 B . m g L /3 C . m g L /2 D 8 .将小球以初速度 V 。
竖直上抛,在不计空气阻力的理想状况下, 由于有空气阻力,小球实际上升的最大高度只有该理想高度的 小球落回抛出点时的速度大小v 。
9 .如图所示,质量为 m 的钢珠从高出地面 h 处由静止自由下落,落到地面进入沙坑 h /10 停止,则1)钢珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍?(2)若让钢珠进入沙坑 h /8 ,则钢珠在h 处的动能应为多少?设钢珠在沙坑中所受平均阻 力大小不随深度改变。
动能与动能定理经典习题及答案(免费》
动能与动能定理经典习题及答案(免费》动能和动能定理的应用典例分析1.正确答案是B。
只有物体克服阻力做功时,它的动能减少。
2.正确答案是C。
当物体在合外力作用下作变速运动时,动能会变化。
3.正确答案是B。
甲和乙滑行的距离相同,因为它们具有相同的初动能。
4.正确答案是B。
动力做的功不为零,因为物体在做匀速运动时需要克服摩擦力的阻力。
5.正确答案是C。
撤去的那个力不再做功,但没有撤去的力仍可能做功。
6.正确答案是D。
因为物体做匀速圆周运动,所以外力对物体所做的功为零。
7.正确答案是16J。
水平力对物体做的功等于物体动能的变化量,即1/2mv^2-1/2mv^2=16J。
8.机车的功率为242.2kW,所受阻力的数值为9.58kN。
9.沙坑对球的平均阻力是其重力的10倍。
根据动能定理,球在下落过程中失去的动能等于沙坑对球做的功,因此可以求出沙坑对球做的功,从而得到平均阻力的大小。
1.飞行子弹打入放在光滑水平面上的木块中深入2cm,未穿出。
同时,木块滑动了1cm。
求子弹动能的变化、木块获得的动能和由于摩擦增加的内能的比。
2.一质量为M、厚度为d的方木块静止在光滑的水平面上。
一子弹以初速度v水平射穿木块。
子弹的质量为m,木块对子弹的阻力为F且始终不变。
在子弹射穿木块的过程中,木块发生的位移为L。
求子弹射穿木块后,子弹和木块的速度各为多少?3.物体质量为10kg,在平行于斜面的拉力F作用下沿斜面向上运动。
斜面与物体间的动摩擦因数为0.1.当物体运动到斜面中点时,去掉拉力F,物体刚好能运动到斜面顶端停下。
斜面倾角为30°。
求拉力F多大?(g=10m/s)4.质量为4t的汽车以恒定功率沿平直公路行驶。
在一段时间内前进了100m,其速度从36km/h增加到54km/h。
若车受到的阻力恒定,且阻力因数为0.02,求这段时间内汽车所做的功。
(g=10m/s)5.子弹以某速度击中静止在光滑水平面上的木块。
当子弹进入木块深度为x时,木块相对水平面移动距离为L。
(完整word版)动能定理习题(附答案)
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:⑴物体克服重力做功.(2)合外力对物体做功. ⑶手对物体做功.解:⑴ m 由 A 到B:W G = —mgh=1_0J1克服重力做功W克G =W G =10J2 1 2⑵m由A到B,根据动能定理:ZW mv -0 =2J2 m(3) m 由A 到B:IW =WG W.W F =12 J2、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 o = 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.⑵若石块落地时速度的大小为v t =佃m/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:⑵m由A到B,根据动能定理3:1 2 1 2 mgh -W mv tmv02 2W =1.95J1 2 mgh mv3a、运动员踢球的平均作用力为200N,把一个静止的质量为在水平面上运动60m后停下.求运动员对球做的功?1kg的球以10m/s的速度踢出, 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:v°=0 V。
(3a)球由O到A,根据动能定理W = — mv o「0 =50J(3b)球在运动员踢球的过程中,根据动能定理Ar B mg mg12 12W mv mv =02 2不能写成:W G=mgh=10J.在没有特别说明的情况下,W G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.也可以简写成: m:A T B : V =^E k ”,其中!W =^E k表示动能定理此处写-W的原因是题目已明确说明W是克服空气阻力所做的功.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24、在距离地面高为 H 处,将质量为 土中的深度为h 求:1 2 1 2 mgH mv mv 02 21 2.W fmv 0 mg H h⑶ m 由 B 到 C : Wf =f h cos180'2mv 0 2mg H h.v = .14m/s =3.74m/s(2) m 由1状态到3状态8:根据动能定理:F& cos0 」mgscos180‘ =0—0.s =100mm 的小钢球以初速度 v o 竖直下抛,落地后,小钢球陷入泥 (1)求钢球落地时的速度大小 v. ⑶求泥土阻力对小钢球所做的功. 解:(1) m 由A 到B :根据动能定理:(2)泥土对小钢球的阻力是恒力还是变力 (4)求泥土对小钢球的平均阻力大小.A mg⑵变力6.(3) m 由B 到C ,根据动能定理:mgh 亠W f =0 1 2mv2 V tCJ2h5、在水平的冰面上,以大小为F=20N 冰车受到的摩擦力是它对冰面压力的 进了一段距离后停止.取g = 10m/s 2. (1)撤去推力F 时的速度大小. 程s.的水平推力,推着质量 0. 01倍,当冰车前进了 求:⑵冰车运动的总路m=60kg 的冰车, S i =30m 后,撤去推力F ,冰车又前 由静止开始运动.解:(1) m 由1状态到2状态:根据动能定理71 2Fs i cos0' + Amg s cos180‘ =一 mv -0 2也可以用第二段来算s 2,然后将两段位移加起来 计算过程如下:2m 由2状态到3状态:根据动能定理:s, =70m则总位移s =s ' s 2 =100m .-mgs 2cos180 =0 -1 2 mv6、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: ⑴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:⑴m 由A 到C 9 10:根据动能定理: mgR ・W f=0—0.W f 二-mgR 二-8J⑵ m 由 B 到 C : W f =」mg x cos180 ;」-0.27、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2=10m/s ),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:丄mg l cos180'.v B =2m/s1 2 ⑵ m 由A 到B :根据动能定理:mgR W fmv B -02克服摩擦力做功 W 克f 二W f =0.5J8、质量为m 的物体从高为h 的斜面上由静止开始下滑,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I ,斜面倾角为^,物体在斜面上运动的水平位移为S ,在水平面上运动的位移10为S 2,如图所示.m 由A 到B :根据动能定理:l cos180 」mgs 2 cos180 =0「0S =S t ■ s 2则11: h 」s=09也可以分段计算,计算过程略10题目里没有提到或给岀,而在计算过程中需要用到的物理量,应在解题之前给岀解释。
高中动能定理试题及答案
高中动能定理试题及答案一、选择题1. 一个物体从静止开始,沿着光滑的斜面下滑,下滑过程中受到的力只有重力,下列说法正确的是()。
A. 物体的动能增加,重力势能减少B. 物体的动能增加,重力势能增加C. 物体的动能减少,重力势能减少D. 物体的动能减少,重力势能增加答案:A解析:物体从静止开始下滑,重力做正功,物体的动能增加;同时物体的高度降低,重力势能减少。
2. 一个物体从一定高度自由落下,不计空气阻力,下列说法正确的是()。
A. 物体的动能增加,重力势能减少B. 物体的动能减少,重力势能增加C. 物体的动能和重力势能都增加D. 物体的动能和重力势能都减少答案:A解析:物体自由落下,重力做正功,物体的动能增加;同时物体的高度降低,重力势能减少。
二、填空题3. 一个质量为m的物体从高度为h的平台上自由落下,不计空气阻力,物体落地时的动能为____。
答案:mgh解析:根据动能定理,物体落地时的动能等于重力势能的减少量,即Ek = mgh。
角为θ,下滑过程中物体的动能增加量为____。
答案:mgv0sinθ解析:物体下滑过程中,重力沿斜面方向的分力做功,根据动能定理,动能增加量等于重力分力做功,即ΔEk = mgv0sinθ。
三、计算题5. 一个质量为2kg的物体从高度为10m的平台上自由落下,不计空气阻力,求物体落地时的速度。
答案:v = 14.1m/s解析:根据动能定理,物体落地时的动能等于重力势能的减少量,即Ek = mgh。
代入数据,解得v = √(2gh) = √(2×9.8×10) = 14.1m/s。
面倾角为30°,求物体滑到斜面底端时的速度。
答案:v = 20m/s解析:物体下滑过程中,重力沿斜面方向的分力做功,根据动能定理,动能增加量等于重力分力做功,即ΔEk = mgv0sinθ。
代入数据,解得v = √(v0^2 + 2gh) = √(10^2 + 2×9.8×5×sin30°) =20m/s。
动能定理精华习题【含答案】
动能定理习题(含答案)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________.2-7-32-7-2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。
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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 .v解: (1) m 由 A 到 B :W Gmgh10JBm克服重力做功 1 W 克GW G 10J(2) m 由 A 到 B ,根据动能定理2:W1 mv2 02JhN2(3) m 由 A 到 B : W W G W FW F 12JAmg2、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:mgh 1 2 1 2v 20m/s m v 0mv2 mv 02(2) m 由 A 到 B ,根据动能定理3:AB11mghmgh22W 1.95JvWmv tmv 0223a 、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:v 0(3a)球由 O 到 A ,根据动能定理4v 0 0 v 0:m1Wmv 02 0 50J O AB2O AA B(3b) 球在运动员踢球的过程中,根据动能定理5:NN1 mv2 1 mv 2W22F fmgmg1不能写成: W G mgh 10J . 在没有特别说明的情况下, W G 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 : AB : Q WE k ”,其中WE k 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.精选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:v 0Amg1 mv2 1mv 02v2gH v 02mgHH22(2) 变力 6.(3) m 由 B 到 C ,根据动能定理:1 2B mgh W f 0mvv2mg1mv 02hW fmg H hv t0 C2(3) m 由 B 到 C : W ff h cos180ofmv 02 2mg Hh2h5、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:Fs 1 cos0omgs 1 cos180o1mv 2NN21 m2 v3v 14m/s3.74m/sf F f(2) m 由 1 状态到 3 状态 8:根据动能定理:mgs 1 mgs 2Fs 1 cos0o mgs cos180o0 0s 100m6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 . 因此可以推知,mg泥土对小球的力为变力 .8也可以用第二段来算 s ,然后将两段位移加起来 . 计算过程如下:2m 由 2 状态到 3 状态:根据动能定理:mgs 2 cos180o0 1 m v 2 s 2 70m2则总位移 s s s 100m .12精选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:AR O (1) 在物体沿水平运动中摩擦力做的功.mgNx(2) 物体与水平面间的动摩擦因数 .f解: (1) m 由 A 到 C 9:根据动能定理:mgR W f0 0CW fmgR8JBmg(2) m 由 B 到 C : W fmg x cos180o0.27、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 ( gA fRO2= 10m/s ),求:mg(1) 物体到达 B 点时的速度大小 .Nl(2) 物体在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功.f解: (1) m 由 B 到 C :根据动能定理:mg l cos180o0 1 mv B 2BmgC2v B 2m/s(2) m 由 A 到 B :根据动能定理:mgR W f1mv B 2W f0.5J2克服摩擦力做功 W 克 f W f 0.5J8、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,物体在斜面上运动的水平位移为s 1 ,在水平面上运动的位移为 s 2 ,如图所示 10.m 由 A 到 B :根据动能定理:N 1mghmg cos l cos180omgs 2 cos180o0 0A又 Q l coss 1 、 s s 1 s 2N 2lCmghB f 2则 11: hs 0即:ss 2证毕 .mg s 1f 1hs9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 l coss 1 ,得:mghmg s 1 cos180omgs 2 cos180o 0 0mghmgs 1 s 2由s s 1s 2 ,得: mghmgs 0即: hs 0精选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W f . m 由 O 到 B :根据动能定理:f1ON 1mgh W ff 2 s cos180o0 0v 0m 由 O 到 C :根据动能定理:mgh W ff 2 o1 2mgl2s cos180mv 012hN 2W fmv 02 mghABC2f 2克服摩擦力做功 W 克 f W fmgh1 2mgmv 0s2s10、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 v m 时,有 Ff ,故:NNv mP F v mf v mf1000NAv 0tB(2) 汽车由静止到达最大速度的过程中:fF fFW F P t 1.2 106 Jmglmg(2) 汽车由静止到达最大速度的过程中,由动能定理:W Ff l cos180o1mv m2l 800m211. 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1mOR 时速度的大小和方向;2A解: (1)m :A → B 过程: ∵动能定理 mgR 1 mv 2R2 BmO1mv B 2E KBmgR①B C2v B 2DR(2) m :在圆弧 B 点: ∵ 牛二律 N B mg mR/2R②A将 ① 代入,解得N B = 3mgv DBC在 C 点: N C =mg(3) m :A → D :∵ 动能定理 1 mgR 1 mv D 2 0 v DgR ,方向沿圆弧切线向下,与竖直方向成 30o .2 212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.精选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 =2 R 。
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:F f 2R 1mv 12CO2R其中: F=2 mg , f= μmgP∴ v 2 =7 RgBA1m : B → C ,根据动能定理: mgR1mv 221mv 122 2 ∴v 22 =5 Rgm : C 点竖直上抛,根据动能定理:mgh 01 mv 22 2∴ h=2.5 R∴ H=h +R=3.5 R(2) 物块从 H 返回 A 点,根据动能定理:mgH -μ mgs=0-0 ∴ s=14 RB 右侧 14R 处小物块最终停在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。