高考物理一轮复习 动能和动能定理模拟试题
高中物理一轮复习专项训练动能与动能定理
高中物理一轮复习专项训练动能与动能定理一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1.以下图,质量 m=3kg 的小物块以初速度秽v0=4m/s 水平向右抛出,恰巧从 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 光滑连结, 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,轨道其余部分圆滑。
最右边是一个半径为 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点光滑连结。
已知重力加快度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 L0=6m,求小物块经过 C 点时对轨道的压力大小;(3)若小物块恰巧能经过 C 点,求 MN 的长度 L。
【答案】( 1) 62N( 2) 60N( 3)10m【分析】【详解】(1)物块做平抛运动到 A 点时,依据平抛运动的规律有:v0 v A cos37v04 m / s5m / s解得: v Acos370.8小物块经过 A 点运动到 B 点,依据机械能守恒定律有:1mv A2mg R Rcos371mv B222小物块经过 B 点时,有:F NB mg m vB2R解得:F NB mg 32cos37m v B262NR依据牛顿第三定律,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,依据动能定理有:mgL0mg 2r1mv C21mv B222在 C 点,由牛顿第二定律得:F NC mg m v C2r代入数据解得: F NC60N依据牛顿第三定律,小物块经过 C 点时对轨道的压力大小是60N(3)小物块恰巧能经过 C 点时,依据mg mvC22r解得:v C 2gr100.4m / s 2m / s小物块从 B 点运动到 C 点的过程,依据动能定理有:mgL mg 2r 1mv C221mv B2 22代入数据解得:L=10m2.以下图,在倾角为θ=30°m的的固定斜面上固定一块与斜面垂直的圆滑挡板,质量为半圆柱体 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。
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。
高考物理一轮复习课时跟踪检测(二十)动能定理的理解及应用含答案
课时跟踪检测(二十) 动能定理的理解及应用一、立足主干知识,注重基础性和综合性1.静止在地面上的物体在不同合外力F 的作用下通过了相同的位移x 0,下列情况中物体在x 0位置时速度最大的是( )解析:选C F -x 图线与x 轴所围面积表示合外力F 所做的功,由动能定理可知,物体在x 0位置速度最大的情况一定对应F -x 图线与x 轴所围面积最大的情况,故C 正确。
2.(2023·新课标卷)无风时,雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。
一质量为m 的雨滴在地面附近以速率v 下落高度h 的过程中,克服空气阻力做的功为(重力加速度大小为g )( )A .0B .mgh C.12m v 2-mgh D.12m v 2+mgh 解析:选B 地面附近的雨滴做匀速运动,根据动能定理得mgh -W f =0,故雨滴克服空气阻力做功为mgh 。
故选B 。
3.如图所示,AB 为14圆弧轨道,BC 为水平直轨道,BC 恰好在B点与AB 相切,圆弧的半径为R ,BC 的长度也是R 。
一质量为m 的物体与两个轨道间的动摩擦因数都为μ,它由轨道顶端A 从静止开始下滑,恰好运动到C 处停止,重力加速度为g ,那么物体在AB 段克服摩擦力所做的功为( )A.μmgR 2B.mgR 2C .mgRD .(1-μ)mgR解析:选D 设物体在AB 段克服摩擦力所做的功为W AB ,物体从A 到C 的全过程,根据动能定理有mgR -W AB -μmgR =0-0,所以W AB =mgR -μmgR =(1-μ)mgR ,故D 正确。
4.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 从弹簧的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3m 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.2ghB.4gh3C.ghD.gh 2解析:选B 设小球A 下降h 的过程中克服弹簧弹力做功为W 1,根据动能定理,有mgh -W 1=0;小球B 下降过程,由动能定理,有3mgh -W 1=12·3m v 2-0。
高考物理一轮复习专项训练及答案解析—动力学和能量观点的综合应用
高考物理一轮复习专项训练及答案解析—动力学和能量观点的综合应用1.如图所示,足够长的水平传送带以恒定速率v 顺时针运动,某时刻一个质量为m 的小物块,以大小也是v 、方向与传送带的运动方向相反的初速度冲上传送带,最后小物块的速度与传送带的速度相同.在小物块与传送带间有相对运动的过程中,滑动摩擦力对小物块做的功为W ,小物块与传送带间因摩擦产生的热量为Q ,则下列判断中正确的是( )A .W =0,Q =m v 2B .W =0,Q =2m v 2C .W =m v 22,Q =m v 2D .W =m v 2,Q =2m v 22.(多选)如图所示,质量m =1 kg 的物体(可视为质点)从高为h =0.2 m 的光滑轨道上P 点由静止开始下滑,滑到水平传送带上的A 点,轨道与传送带在A 点平滑连接,物体和传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,传送带A 、B 两点之间的距离为L =5 m ,传送带一直以v =4 m/s 的速度顺时针运动,则(g 取10 m/s 2)( )A .物体从A 运动到B 的时间是1.5 sB .物体从A 运动到B 的过程中,摩擦力对物体做功为2 JC .物体从A 运动到B 的过程中,产生的热量为2 JD .物体从A 运动到B 的过程中,带动传送带转动的电动机多做的功为10 J3.如图所示,一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v 向右匀速运动,现将质量为m 的物体轻轻地放置在木板上的右端,已知物体与木板之间的动摩擦因数为μ,为保持木板的速度不变,从物体放到木板上到物体相对木板静止的过程中,须对木板施一水平向右的作用力F ,则力F 对木板所做的功为( )A.m v 24B.m v 22 C .m v 2D .2m v 24.(多选)如图甲所示,一长木板静止在水平地面上,在t =0时刻,一小物块以一定速度从左端滑上长木板,之后长木板运动的v -t 图像如图乙所示,已知小物块与长木板的质量均为m =1 kg ,已知木板足够长,g 取10 m/s 2,则( )A .小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.5B .在整个运动过程中,物块与木板构成的系统所产生的热量70 JC .小物块的初速度为v 0=12 m/sD .0~2 s 与2~3 s 物块和木板构成的系统机械能减少量之比为17∶15.(多选)如图甲,一足够长的传送带与水平面的夹角θ=30°,传送带在电动机的带动下,速率始终不变.t =0时刻在传送带适当位置上放一具有一定初速度的小物块.取沿传送带向上为正方向,物块在传送带上运动的速度随时间的变化如图乙所示.已知小物块质量m =1 kg ,g 取10 m/s 2,下列说法正确的是( )A .传送带顺时针转动,速度大小为2 m/sB .传送带与小物块之间的动摩擦因数μ=235C .0~t 2时间内因摩擦产生的热量为27 JD .0~t 2时间内电动机多消耗的电能为28.5 J6.如图所示,光滑水平面上有一木板,质量M =1.0 kg ,长度L =1.0 m .在木板的最左端有一个小铁块(可视为质点),质量m =1.0 kg.小铁块和木板之间的动摩擦因数μ=0.30.开始时它们都处于静止状态,某时刻起对木板施加一个水平向左的拉力F 将木板抽出,若F =8 N ,g 取10 m/s 2.求:(1)抽出木板的过程中摩擦力分别对木板和铁块做的功; (2)抽出木板的过程中由于摩擦产生的内能Q .7.(2023·安徽省六安中学高三检测)如图所示,水平轨道AB 长为2R ,其A 端有一被锁定的轻质弹簧,弹簧左端连接在固定的挡板上.圆心在O 1、半径为R 的光滑圆弧轨道BC 与AB 相切于B 点,并且和圆心在O 2、半径为2R 的光滑细圆管轨道CD 平滑对接,O 1、C 、O 2三点在同一条直线上.光滑细圆管轨道CD 右侧有一半径为2R ,圆心在D 点的14圆弧挡板MO 2竖直放置,并且与地面相切于O 2点.质量为m 的小滑块(可视为质点)从轨道上的C 点由静止滑下,刚好能运动到A 点,触发弹簧,弹簧立即解除锁定,小滑块被弹回,小滑块在到达B 点之前已经脱离弹簧,并恰好无挤压通过细圆管轨道最高点D (计算时圆管直径可不计,重力加速度为g ).求:(1)小滑块与水平轨道AB 间的动摩擦因数μ; (2)弹簧锁定时具有的弹性势能E p ;(3)小滑块通过最高点D 后落到挡板上时具有的动能E k .8.“高台滑雪”一直受到一些极限运动爱好者的青睐.挑战者以某一速度从某曲面飞出,在空中表演各种花式动作,飞跃障碍物(壕沟)后,成功在对面安全着陆.某实验小组在实验室中利用物块演示分析该模型的运动过程:如图所示,ABC 为一段半径为R =5 m 的光滑圆弧轨道,B 为圆弧轨道的最低点.P 为一倾角θ=37°的固定斜面,为减小在斜面上的滑动距离,在斜面顶端表面处铺了一层防滑薄木板DE ,木板上边缘与斜面顶端D 重合,圆形轨道末端C 与斜面顶端D 之间的水平距离为x =0.32 m .一物块以某一速度从A 端进入,沿圆形轨道运动后从C 端沿圆弧切线方向飞出,再经过时间t =0.2 s 恰好以平行于薄木板的方向从D 端滑上薄木板,物块始终未脱离薄木板,斜面足够长.已知物块质量m =3 kg ,薄木板质量M =1 kg ,木板与斜面之间的动摩擦因数μ1=1924,木板与物块之间的动摩擦因数μ2=56,重力加速度g =10 m/s 2,sin 37°=0.6,不计空气阻力,求:(1)物块滑到圆轨道最低点B 时,对轨道的压力(计算结果可以保留根号); (2)物块相对于木板运动的距离;(3)整个过程中,系统由于摩擦产生的热量.9.如图所示,竖直放置的半径为R=0.2 m的螺旋圆形轨道BGEF与水平直轨道MB和BC 平滑连接,倾角为θ=30°的斜面CD在C处与直轨道BC平滑连接.水平传送带MN以v0=4 m/s的速度沿顺时针方向运动,传送带与水平地面的高度差为h=0.8 m,MN间的距离为L MN=3.0 m,小滑块P与传送带和BC段轨道间的动摩擦因数μ=0.2,轨道其他部分均光滑.直轨道BC长L BC=1 m,小滑块P的质量为m=1 kg.重力加速度g取10 m/s2.(1)若滑块P第一次到达与圆轨道圆心O等高的F点时,对轨道的压力刚好为零,求滑块P 从斜面静止下滑处与BC轨道高度差H;(2)若滑块P从斜面高度差H′=1.0 m处静止下滑,求滑块从N点平抛后到落地过程中的水平位移大小;(3)滑块P在运动过程中能两次经过圆轨道最高点E点,求滑块P从斜面静止下滑的高度差H 的范围.答案及解析1.B 2.AC 3.C 4.ACD 5.ABC 6.(1)-7.5 J 4.5 J (2)3 J解析 (1)当用F =8 N 的力将木板从小铁块下方抽出,小铁块运动的加速度大小为a 1=μg =3 m/s 2木板运动的加速度大小为 a 2=F -μmg M =5 m/s 2设抽出过程的时间为t ,则有 12a 2t 2-12a 1t 2=L , 解得t =1 s ,所以小铁块运动的位移为x 1=12a 1t 2,解得x 1=1.5 m木板运动的位移为x 2=12a 2t 2,解得x 2=2.5 m摩擦力对小铁块做的功为 W 1=μmgx 1, 解得W 1=4.5 J 摩擦力对木板做的功为 W 2=-μmgx 2, 解得W 2=-7.5 J(2)抽出木板的过程中由于摩擦产生的内能Q =μmgL =3 J. 7.(1)13 (2)113mgR(3)(22-1)mgR解析 (1)由几何关系得BC 间的高度差h =23R小滑块从C 点运动到A 点的过程中,由动能定理得mgh -μmg ·2R =0,解得μ=13(2)弹簧对滑块做功过程由功能关系有W 弹=E p 滑块从A 到D 过程由动能定理得 E p -mg ·2R -μmg ·2R =12m v 2-0 滑块在D 点,由重力提供向心力,有mg =m v 22R联立解得E p =113mgR .(3)滑块通过D 点后做平抛运动,根据平抛运动的规律可知,水平方向有x =v t 竖直方向有y =12gt 2由几何关系可知x 2+y 2=4R 2可得滑块落到挡板上时的动能为E k =12m [v 2+(gt )2],联立解得E k =(22-1)mgR .8.(1)(91.92-245) N (2)1.5 m (3)87 J解析 (1)物块由C 到D ,做斜上抛运动 水平方向v 水平=xt=1.6 m/s物块恰好以平行于薄木板的方向从D 端滑上薄木板,则在D 的速度大小 v =v 水平cos θ=2 m/s , v 竖直=v sin θ=1.2 m/s物块在C 端时竖直方向速度大小v 竖直′=v 竖直-gt =-0.8 m/s , v C =v 水平2+v 竖直′2=455m/s 由B 到C 有12m v B 2=12m v C 2+mgR (1-cos α)其中cos α=v 水平v C,在B 点有F N -mg =m v B 2R由牛顿第三定律得F 压=F N =(91.92-245) N(2)物块刚滑上木板时,对物块有μ2mg cos θ-mg sin θ=ma m ,解得物块加速度大小a m =23 m/s 2,做匀减速直线运动对木板有μ2mg cos θ+Mg sin θ-μ1(M +m )g cos θ=Ma M ,解得木板加速度大小a M =23 m/s 2,做匀加速直线运动设两者经时间t 1达到共速v 共,则有v -a m t 1=a M t 1=v 共 解得t 1=1.5 s ,v 共=1 m/s 此过程中s 物=v +v 共2t 1=94 m ,s 板=v 共2t 1=34m物块相对于木板运动的距离 Δs =s 物-s 板=1.5 m(3)μ2mg cos θ>mg sin θ,此后两者一起做匀减速直线运动,直到停止. 以物块和木板为整体,a 共=μ1g cos θ-g sin θ=13 m/s 2,s 共=v 共22a 共=1.5 mQ 物-板=μ2mg cos θ·Δs =30 JQ 板-斜=μ1(M +m )g cos θ·(s 板+s 共)=57 J整个过程中,系统由于摩擦产生的热量Q =Q 物-板+Q 板-斜=87 J. 9.(1)0.4 m (2)0.8 m (3) 0.7 m ≤H ≤0.8 m解析 (1)滑块P 在圆形轨道F 点时对轨道的压力刚好为零,则v F =0 mg (H -R )-μmgL BC =0解得H =0.4 m(2)H ′=1.0 m ,设滑块运动到N 点时的速度为v N ,对滑块从开始到N 点的过程应用动能定理mgH ′-μmg (L BC +L MN ) =12m v N 2-0 解得v N =2 m/s滑块从N 点做平抛运动,水平位移为 x =v N2hg=0.8 m (3)设滑块P 在运动过程中恰好能第一次经过E 点时,高度差为H 1,从开始到E 点应用动能定理有mgH 1-μmgL BC -2mgR =12m v E 2-0 在E 点时有mg =m v E 2R解得H 1=0.7 m滑块滑上传送带时的速度为v M mgH 1-μmgL BC =12m v M 2-0v M =10 m/s<4 m/s 滑块做减速运动的位移为 L =v M 22μg=2.5 m<L MN因此滑块返回M 点时的速度为v M ′=10 m/s ,因此能第二次过E 点. 设高度为H 2时,滑块从传送带返回M 点时的最大速度为 v =2μgL MN =2 3 m/s 从开始到M 点应用动能定理有mgH 2-μmgL BC =12m v 2-0解得H 2=0.8 m第二次经过E 点后,当滑块再次从B 点滑上圆轨道时在B 点的速度为v B ,则有mgH 2-3μmgL BC =12m v B 2-0 v B =2 m/s<10 m/s所以滑块不会第三次过E 点,则能两次经过E 点的高度差H 的范围是0.7 m ≤H ≤0.8 m.。
高考物理一轮复习:19 动能 动能定理
高考物理一轮复习:19 动能动能定理姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、单选题 (共12题;共24分)1. (2分) (2019高一下·福州期末) 如图所示为低空跳伞极限运动表演.运动员从离地350 m高的桥面一跃而下,实现了自然奇观与极限运动的完美结合。
假设质量为m的跳伞运动员,由静止开始下落,在打开伞之前受恒定阻力作用,下落的加速度,在运动员下落h的过程中,下列说法正确的是()A . 物体的重力势能增加了B . 物体的动能增加了C . 阻力对物体做的功为D . 物体的机械能减少了2. (2分) (2019高一下·福建月考) 如图所示,三位体重相同的幼儿园小朋友在做滑梯游戏,三个小朋友分别沿A、B、C三条不同的路径同时从滑梯的顶端滑下。
滑梯的摩擦阻力忽略不计。
以下说法正确的有()A . 到达底端时动能相同B . 到达底端时速度相同C . 到达底端时重力的平均功率相同D . 到达底端时重力的瞬时功率相同3. (2分) (2019高一下·平遥期末) 光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点连接,导轨半径R=0.5 m,一个质量m=2 kg的小球在A处压缩一轻质弹簧,弹簧与小球不拴接。
用手挡住小球不动,此时弹簧弹性势能Ep=36 J,如图所示。
放手后小球向右运动脱离弹簧,沿半圆形轨道向上运动恰能通过最高点C,g取10 m/s2。
下列选项正确的是()A . 小球脱离弹簧时的速度大小5m/sB . 小球通过最高点C的速度是0C . 小球在C点处于超重状态D . 小球从B到C阻力做的功-11J4. (2分)(2019·浙江模拟) 光滑水平面上以速度v0匀速滑动的小物块,运动到A点时受到一水平恒力F 的作用,经一段时间后小物块运动到B点,速度大小仍为v0 ,方向改变了90°,如图所示,则在此过程中()A . 水平恒力F方向一定与AB连线垂直B . 小物块的动能一定始终不变C . 小物块的机械能一定先增大后减小D . 小物块的加速度可能变大5. (2分) (2019高一下·重庆期中) 如图,半圆形光滑轨道MN固定在水平面上,轨道直径为d并与地面垂直。
高考物理动能与动能定理模拟试题含解析
高考物理动能与动能定理模拟试题含解析一、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模拟试题及解析
高考物理动能与动能定理模拟试题及解析一、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.如图所示,光滑水平轨道距地面高h=0.8m,其左端固定有半径R=0.6m的内壁光滑的半圆管形轨道,轨道的最低点和水平轨道平滑连接.质量m1=1.0kg的小球A以v0=9m/s的速度与静止在水平轨道上的质量m2=2.0kg的小球B发生对心碰撞,碰撞时间极短,小球A被反向弹回并从水平轨道右侧边缘飞出,落地点到轨道右边缘的水平距离s=1.2m.重力加速度g=10m/s2.求:(1)碰后小球B的速度大小v B;(2)小球B运动到半圆管形轨道最高点C时对轨道的压力.【答案】(1)6m/s(2)20N,向下【解析】【详解】(1)根据得:则规定A的初速度方向为正方向,AB碰撞过程中,系统动量守恒,以A运动的方向为正方向,有:m1v0=m2v B-m1v A,代入数据解得:v B=6m/s.(2)根据动能定理得:代入数据解得:根据牛顿第二定律得:解得:,方向向下根据牛顿第三定律得,小球对轨道最高点的压力大小为20N,方向向上.【点睛】本题考查了动能定理、动量守恒定律、牛顿第二定律的综合,涉及到平抛运动、圆周运动,综合性较强,关键要理清过程,选择合适的规律进行求解.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。
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。
高三物理第一轮复习动能和动能定理练习一
高三物理第一轮复习动能和动能定理练习一1、物体沿直线运动的v-t关系如图K21-2所示,已知在第1 s内合外力对物体做的功为W,则( )A.从第1 s末到第3 s末合外力做功为4WB.从第3 s末到第5 s末合外力做功为-2WC.从第5 s末到第7 s末合外力做功为WD.从第3 s末到第4 s末合外力做功为-0.75W2、如图4所示,两个互相垂直的力F1与F2作用在同一物体上,使物体发生一段位移, F1对物体做功4J, F2对物体做功3J,则力F1与F2的合力对物体做功为 ( )A. 7JB. 1JC. 5JD. 3.5J3、 放在光滑水平面上的静止物体,在水平拉力F1的作用下,移动距离s,做的功为W,如拉力改为F2,与水平方向间夹角为30°,使物体移动距离2s时做功也是W,则F1和F2的大小之比为( )A.2∶1 B.∶1 C.3∶1 D.∶14、今年我国西南地区出现罕见的干旱,在一次向云层竖直发射溴化银炮弹进行人工增雨作业的过程中,已知炮弹所受的空气阻力与速率成正比,则下列说法正解的是( )A、炮弹向上运动的过程中克服空气阻力做负功B、炮弹向上运动时的加速度大于炮弹下落时的加速度C、炮弹下落的过程中机械能守恒D、炮弹下落的过程中炮弹所受的空气阻力做正功5、如图A-1所示,站在汽车上的人用手推车的力为F,脚对车向后的摩擦力为Fμ,关于F、Fμ做功的问题,下列说法中正确的有( )A.当车匀速运动时,F、Fμ做功的代数和为零B.当车加速运动时,F、Fμ做功的代数和为正功C.当车减速运动时,F、Fμ做功的代数和为负功D.不管车做何种运动,F、Fμ的总功率都为零6、如图所示,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点缓慢地移到Q点,此时悬线与竖直方向夹角为θ,则拉力F做的功为 ( ).A.mgLcos θ B.mgL(1-cos θ)C.FLsin θ D.FLcos θ7、某人在高h处抛出一个质量为m 的物体,不计空气阻力,物体落地时速度为v,该人对物体所做的功为A.-mgh B. C.mgh +D.mgh8、一个物体在三个共点力 F1、F2、F3 作用下做匀速直线运动。
高考物理动能与动能定理专项训练100(附答案)
高考物理动能与动能定理专项训练100(附答案)一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1.如图所示,在某竖直平面内,光滑曲面AB 与水平面BC 平滑连接于B 点,BC 右端连接内壁光滑、半径r =0.2m 的四分之一细圆管CD ,管口D 端正下方直立一根劲度系数为k =100N/m 的轻弹簧,弹簧一端固定,另一端恰好与管口D 端平齐,一个质量为1kg 的小球放在曲面AB 上,现从距BC 的高度为h =0.6m 处静止释放小球,它与BC 间的动摩擦因数μ=0.5,小球进入管口C 端时,它对上管壁有F N =2.5mg 的相互作用力,通过CD 后,在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧弹性势能E p =0.5J 。
取重力加速度g =10m/s 2。
求: (1)小球在C 处受到的向心力大小; (2)在压缩弹簧过程中小球的最大动能E km ; (3)小球最终停止的位置。
【答案】(1)35N ;(2)6J ;(3)距离B 0.2m 或距离C 端0.3m 【解析】 【详解】(1)小球进入管口C 端时它与圆管上管壁有大小为 2.5F mg =的相互作用力 故小球受到的向心力为2.53.5 3.511035N F mg mg mg =+==⨯⨯=向(2)在C 点,由2=c v F r向代入数据得21 3.5J 2c mv = 在压缩弹簧过程中,速度最大时,合力为零,设此时滑块离D 端的距离为0x 则有0kx mg =解得00.1m mgx k== 设最大速度位置为零势能面,由机械能守恒定律有201()2c km p mg r x mv E E ++=+得201()3 3.50.56J 2km c p E mg r x mv E =++-=+-=(3)滑块从A 点运动到C 点过程,由动能定理得2132c mg r mgs mv μ⋅-=解得BC 间距离0.5m s =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212c mgs mv μ-=-'解得0.7m s '=故最终小滑动距离B 为0.70.5m 0.2m -=处停下. 【点睛】经典力学问题一般先分析物理过程,然后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。
物理高考一轮复习外力做功和动能专题练习(含答案)
物理高考一轮复习外力做功和动能专题练习(含答案)做功是指能量由一种方式转化为另一种的方式的进程。
以下是外力做功和动能专题练习,请考生及时练习。
1.在应用自在落体运动探求物体做功与动能变化的关系的实验中,以下物理量需求用工具直接测量的有()A.重锤的质量B.重力减速度C.重锤下落的高度D.与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度2.在做探求物体做功与动能变化的关系的实验中,发现重力做的功总是大于重锤添加的动能,形成这种现象的缘由是()A.选用的重锤质量过大B.选用的重锤质量过小C.空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力D.实验时操作不精细,实验数据测量不准确二、非选择题3.在探求物体做功与动能变化的关系的实验中,实验装置已装置终了,请完成如下实验操作:(1)将纸带穿过打点计时器的________,纸带下端固定在重锤上,上端用手提住,纸带不与限位孔接触.(2)接通打点计时器的电源使它任务,让纸带从________形状末尾释放,计时器在纸带上打出一系列的点.(3)改换纸带重复停止四次实验,从打出的几条纸带中挑选第1、2点距离接近________mm、并且点迹明晰的纸带停止下面的测量.(4)取纸带上的第1个点记为O,在第1个点后距离较远处恣意选取一点P,记P点为n,用刻度尺测出________的距离h.(5)打点计时器任务电源频率为50 Hz,那么打点距离时间为________s.依据公式________计算出P点的速度v.(6)由下面的h和v区分计算________和________,看两者________.(7)在其他纸带上再另选几个点,重复步骤(4)、(5)、(6).4.在应用打点计时器探求物体做功与动能变化的关系的实验中,假设纸带上前面几点比拟密集,不够明晰,可舍去前面的比拟密集的点,在前面取一段打点较为明晰的纸带,异样可以验证,如图1所示,取O点为起始点,各点间的间距已量出并标在纸带上,所用交流电的频率为50 Hz,重物的质量为m kg.(1)打A点时,重物下落速度为vA=________,重物动能EkA________.(2)打F点时,重物下落速度为vF=________,重物动能EkF=________(3)打点计时器自打下A点末尾到打出F点,重物重力做的功为______,动能的添加量为________.(4)依据纸带提供的数据,在误差允许的范围内,重物从打点计时器打出A点到打出F点的进程中,失掉的结论是________________________________________________________________________________________________ _____________________.5.质量为1 kg的重物自在下落,经过打点计时器在纸带上记载下运动进程,打点计时器所接电源为6 V、50 Hz的交流电源,如图2所示,纸带上O点为重物自在下落时打点的终点,选取的计数点A、B、C、D、E、F、G依次距离一个点(图中未画出),各计数点与O点的距离依次为31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2,单位为mm,重力减速度为9.8 m/s2,那么(1)求出B、C、D、E、F各点速度并填入下表.计数点 B C D E F 速度(ms-1) (2)求出物体下落时从O点到图中各点进程中重力所做的功.计数点 B C D E F 功(J) (3)适中选择坐标轴,在图3中作出重力做的功与速度的相关量之间的关系图.图中纵坐标表示____________,横坐标表示____________,由图可得重力所做的功与____________成________关系.参考答案1.C2.C3.(1)限位孔并在复写纸下面经过(2)运动 (3)2 (4)O点到P点(5)0.02(6)重锤重力做的功WG=mgh 重锤动能添加量Ek=mv2 能否近似相等解析为了在纸带上留下明晰的点,(1)中应填限位孔并在复写纸下面经过在数据处置中需测量物体的下落高度,所以必需保证物体(纸带)从运动形状末尾释放;末尾下落的前两个点间距离应满足h=gT2=10 m/s2(0.02 s)2=2 mm.所以(3)中应填2在计算下落进程中外力做功时需找到下落高度,即应测出O点到P点的距离h;由于交流电源的频率为50 Hz,那么打点距离为 s即0.02 s,测P点速度时,应依据匀变速运动中某段时间的平均速度即为中间时辰的瞬时速度,即v=求得;在验证时应计算出外力的功即重力做功mgh和下落对应高度取得的动能mv2,然后看二者在误差允许范围内能否相等.4.(1)1.30 m/s 0.85m J(2)2.28 m/s 2.60m J(3)1.75m J 1.75m J(4)见地析解析此题考察实验数据的处置效果.重物在各点的速度可由前后相邻的两段时间内的平均速度计算,再由Ek=mv2计算出其动能;测出相对应的物体下落的高度h,便可求出重力的功,然后比拟,便可得出本实验的结论.(1)vA== m/s=1.30 m/sEkA=mv=m1.32 J=0.85 m J.(2)vF== m/s=2.28 m/sEkF=mv=m2.282 J=2.60m J.(3)WG=mghAF=m9.8(2.79+3.19+3.58+3.97+4.37)10-2J1.75 m J.Ek=EkF-EkA=2.60 m J-0.85m J=1.75m J(4)由于在实验误差范围内WG=Ek,即重力做的功等于物体动能的变化.5.(1)1.18 1.57 1.96 2.35 2.74(2)0.69 1.23 1.92 2.76 3.76(3)如以下图所示重力做的功WG 速度的平方v2 速度的平方v2 正比解析 (1)各点速度由公式v==,求出vB== m/s1.18 m/s同理vC1.57 m/s,vD1.96 m/s,vE2.35 m/s,vF2.74 m/s (2)重力做的功由W=mgx求出WB=mg=19.870.610-3 J0.69 J同理WC1.23 J,WD1.92 J,WE2.76 J,WF3.76 J外力做功和动能专题练习和答案的全部内容就是这些,查字典物理网希望对考生查缺补漏有协助。
高考物理动能与动能定理专项训练100(附答案)含解析
高考物理动能与动能定理专项训练100(附答案)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,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。
高考一轮复习--动能定理及其应用一
动能定理及其应用一类别内容知识点1 知道动能的概念及定义式,会比较、计算物体的动能.。
2 理解动能定理的含义及适用范围3 掌握利用动能定理求变力的功的方法4 能灵活应用动能定理分析问题能力点 1 理解和掌握状态量和过程量它们之间的对应关系 2能合理利用转换法求变力的功【知识进阶】 1. 知识图谱运动状态量位置状态量机械能状态量的和动能 E = mv 21KP上述描述物体运动的物理量中,属于状态量和过程量的分别有哪些?建立状态量和过程量的关系要注意哪些问题? 【能力进阶】一、标矢性——动能例题1.(多选)一物块绕着圆盘边缘以速度v 做圆周运动,下列说法正确的是( )A .公式E k =12mv 2中的速度v 一般是物体相对于地面的速度B .动能的大小由物体的质量和速率决定,与物体运动的方向无关C .一定质量的物体动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化D .动能不变的物体,一定处于平衡状态二、状态量和过程量的关系——动能定理例题2.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变式:如图所示,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ABC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多大?三、本章所用研究方法1.转换法-----求变力的功例题3.如图所示,质量为m的物块与水平转台间的动摩擦因数为μ,物块与转轴相距R,物块随转台由静止开始转动.当转速增至某一值时,物块即将在转台上滑动,此时转台已开始匀速转动,在这一过程中,摩擦力对物块做的功的大小?(假设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)变式:质量为m的小球被系在轻绳一端,在竖直平面内做半径为R的圆周运动,如图所示,运动过程中小球受到空气阻力的作用.设某一时刻小球通过轨道的最低点,此时绳子的张力为7mg,在此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰好能通过最高点,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功?A. 52mgR B. 3mgR C. 7mgR D.12mgR2.图像法——速度(v)-时间(t)图像、位移(x)-时间(t)图像例题4.从地面竖直向上抛出一只小球,小球运动一段时间后落回地面.忽略空气阻力,该过程中小球的动能E k与时间t的关系图象是()A B C D变式:一小物块沿斜面向上滑动,然后滑回到原处.物块初动能为E k0,与斜面间的动摩擦因数不变,则该过程中,物块的动能E k与位移x关系的图线是()A B C D【进阶练习】(限时10分钟)1.质量为2 kg的物体A以5 m/s的速度向北运动,另一个质量为0.5 kg的物体B以10 m/s的速度向西运动,则下列说法正确的是( )A .E k A =E kB B .E k A >E k BC .E k A <E k BD .因运动方向不同,无法比较动能2.一人用力踢质量为1 kg 的静止足球,使足球以10 m/s 的水平速度飞出,设人踢足球的平均作用力为200 N ,足球在水平方向滚动的距离为20 m ,则人对足球做的功为(g 取10 m/s 2)( )A .50 JB .200 JC .4 000 JD .6 000 J3.甲、乙两车汽车的质量之比m 1∶m 2=2∶1,它们刹车时的初动能相同,若它们与水平地面之间的动摩擦因数相同,则它们滑行的距离之比s 1∶s 2等于( )A .1∶1B .1∶2C .1∶4D .4∶14.质量m =10 kg 的物体只在变力F 作用下沿水平方向做直线运动,F 随坐标x 的变化关系如图所示。
高考物理一轮复习 专项训练 物理动能与动能定理及解析
高考物理一轮复习 专项训练 物理动能与动能定理及解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1.如图所示,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.儿童乐园里的弹珠游戏不仅具有娱乐性还可以锻炼儿童的眼手合一能力。
高考物理(人教版)一轮复习知识点同步练习卷:动能和动能定理
时的动能为:
(
)
A.W+mgh1-mgh2 B.W+mgh2-mgh1
mgh -W 1
[来源:学科网]
C.mgh1+mgh2-W D.mgh2-
【答案】A[来源:学科网]
7.如图所示,将质量为 m 的小球以速度 v0 由地面竖直向上抛出。小球落回地面时,其速
3
度大小为 4v0。设小球在运动过程中所受空气阻力的大小不变,则空气阻力的大小等于:
【答案】BC
11.如图所示,竖直平面内有一个半径为 R 的半圆形轨道 OQP ,其中 Q 是半圆形轨道的中
点,半面形轨道与水平轨道 OE 在 O 点相切,质量为 m 的小球沿水平轨道运动,通过 O 点
进入半圆形轨道,恰好能够通过最高点 P ,然后落到水平轨道上,不计一切摩擦阻力,下列
说法正确的是:
(
[来源:学+科+网]
【答案】(1)W Fx cos θ ;(2) Ek Fx(cos θ sin ) mgx
14.(10 分)如图所示,在光滑四分之一圆弧轨道的顶端 a 点,质量为 m 的物块(可视 为质点)由静止开始下滑,经圆弧最低点 b 滑上粗糙水平面,圆弧轨道在 b 点与水平轨道 平滑相接,物块最终滑至 c 点静止。若圆弧轨道半径为 R,物块与水平面间的动摩擦因数 为 μ。 求:(1)物块滑到 b 点时的速度; (2)物块滑到 b 点时对 b 点的压力; (3)b 点与 c 点间的距离。
A.人的重力势能增加了 0.2mgh B.人克服重力做功 mgh
C.人的动能增加了 1.2mgh
D.人的机械能增加了 1.2mgh[来源:学科网]
【答案】BD
二、非选择题(本大题共 4 小题,第 13、14 题每题 10 分;第 15、16 题每题 15 分;共 50 分)
高考物理一轮复习专题19动能和动能定理(练)(含解析)
专题19 动能和动能定理(练)1.(多选)一小物体从斜面底端冲上足够长的斜面后,返回到斜面底端,已知小物块的初动能为E ,它返回斜面底端的速度大小为v ,克服摩擦力做功为E /2。
若小物块冲上斜面的初动能为2E ,则: ( )A .返回斜面底端时的动能为EB .返回斜面底端的动能为3E /2C .返回斜面底端时的速度大小为2vD .返回斜面底端时的速度大小为2v【答案】AC【名师点睛】(1)冲上斜面和返回到斜面底端两过程中克服摩擦阻力做功相等;(2)初动能增大后,上升的高度也随之变大,可根据匀减速直线运动的速度位移公式求出上升的位移,进而表示出克服摩擦力所做的功;(3)对两次运动分别运用动能定理即可求解.该题考查了动能定理的直接应用,注意以不同的初动能冲上斜面时,运动的位移不同,摩擦力做的功也不同.2.(多选)如图所示,放置在竖直平面内的光滑曲杆AB ,是按照从高度为h 处以初速度v 0平抛的运动轨迹制成的,A 端为抛出点,B 端为落地点.现将一小球套于其上,由静止开始从轨道A 端滑下.已知重力加速度为g ,当小球到达轨道B 端时: ( )A .小球的速率为gh 2B .小球在水平方向的速度大小为v 0C .小球的速率为gh v 220+D .小球在水平方向的速度大小为ghv ghv 22200+ 【答案】AD【解析】由于杆AB 光滑,小球在整个运动过程中,受重力mg 和杆的弹力N 作用,又由于弹力N 始终与小球运动的速度相垂直,因此一直不做功,根据动能定理有:mgh =21mv 2-0,解得小球到达轨道B 端时的速率为v =gh 2,故选项A 正确、;选项C 错误;由于杆AB 是按照从高度为h 处以初速度v 0平抛的运动轨迹制成的,不妨假设B 端的切线方向与水平方向间的夹角为θ,当物体以初速度v 0平抛运动至B 端时,根据动能定理有:mgh =21mv 2-21mv 02,解得:v′=gh v 220+,根据几何关系有:cos θ='0v v =ghv v 2200+,所以小球沿杆到达轨道B 端在水平方向的速度大小为:v x =v cos θ=ghv ghv 22200+,故选项C 错误;选项D 正确。
物理高考一轮复习 动能和动能定理
◆用动能定理处理多过程问题
13.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 的距离为 s0,以初速度 v0 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的分力,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?
10.(2011·温州模拟)以初速度v0竖直向上抛出一质量 为m的小物体.假定物体所受的空气阻力f大小不变. 已知重力加速度为g,则物体上升的最大高度和返 回到原抛出点的速率分别为( )源自A.2g(1 2 v0
f ) mg 2f ) mg
和 v0
和 v0
mg f mg f mg f mg f
◆用动能定理处理多过程问题
9.如图所示,质量为 m 的物体从斜面上的 A 处由静 止滑下,在由斜面底端进入水平面时速度大小不变, 最后停在水平面上的 B 处.量得 A、B 两点间的水 平距离为 s,A 点距水平面高为 h,已知物体与斜面 及水平面的动摩擦因数相同,求此动摩擦因数 μ?
◆用动能定理处理多过程问题
高三第一轮复习 第五章:机械能
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动能和动能定理
◆动能
1.关于动能的理解,下列说法正确的是( ) A.动能是机械能的一种表现形式,凡是运动的物体 都具有动能 B.动能有可能为负值 C.一定质量的物体动能变化时,速度不一定变化 D.动能不变的一定质量的物体,一定处于平衡状态
◆动能定理的理解
2.如图所示,用恒力 F 使一个质量为 m 的物体由静止 开始沿水平地面移动的位移为 l,力 F 跟物体前进的 方向的夹角为 α,物体与地面间的动摩擦因数为 μ, 求: (1)力 F 对物体做功 W 的大小; (2)地面对物体的摩擦力 Ff 的大小; (3)物体获得的动能 Ek.
高考物理动能与动能定理专项训练100(附答案)及解析
高考物理动能与动能定理专项训练100(附答案)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,质量为m=1kg的滑块,在水平力F作用下静止在倾角为θ=30°的光滑斜面上,斜面的末端处与水平传送带相接(滑块经过此位置滑上皮带时无能量损失),传送带的运行速度为v0=3m/s,长为L=1.4m,今将水平力撤去,当滑块滑到传送带右端C时,恰好与传送带速度相同.滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.25,g=10m/s2.求(1)水平作用力F的大小;(2)滑块开始下滑的高度h;(3)在第(2)问中若滑块滑上传送带时速度大于3m/s,求滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量Q.【答案】(1)(2)0.1 m或0.8 m (3)0.5 J【解析】【分析】【详解】解:(1)滑块受到水平推力F、重力mg和支持力F N处于平衡,如图所示:水平推力①解得:②(2)设滑块从高为h处下滑,到达斜面底端速度为v下滑过程由机械能守恒有:,解得:③若滑块冲上传送带时的速度小于传送带速度,则滑块在带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动;根据动能定理有:④解得:⑤若滑块冲上传送带时的速度大于传送带的速度,则滑块由于受到向左的滑动摩擦力而做匀减速运动;根据动能定理有:⑥解得:⑦(3)设滑块在传送带上运动的时间为t ,则t 时间内传送带的位移:s =v 0t 由机械能守恒有:⑧⑨滑块相对传送带滑动的位移⑩ 相对滑动生成的热量⑪⑫2.如图所示,质量m =2kg 的小物块从倾角θ=37°的光滑斜面上的A 点由静止开始下滑,经过B 点后进入粗糙水平面,已知AB 长度为3m ,斜面末端B 处与粗糙水平面平滑连接.试求:(1)小物块滑到B 点时的速度大小.(2)若小物块从A 点开始运动到C 点停下,一共经历时间t =2.5s ,求BC 的距离. (3)上问中,小物块与水平面的动摩擦因数μ多大?(4)若在小物块上始终施加一个水平向左的恒力F ,小物块从A 点由静止出发,沿ABC 路径运动到C 点左侧3.1m 处的D 点停下.求F 的大小.(sin37°=0.6,cos37°=0.8 ) 【答案】(1)6m/s (2)1.5s (3)0.4μ=(4) 2.48N F = 【解析】 【详解】(1)根据机械能守恒得:21sin 372AB B mgs mv ︒=解得:2sin3721030.6m/s 6m/s B AB v gs =︒=⨯⨯⨯=;(2)物块在斜面上的加速度为:21sin 6m/s a g θ==在斜面上有:2112AB s a t =代入数据解得:11s t =物块在BC 段的运动时间为:21 1.5s t t t =-=BC 段的位移为:21(0) 4.5m 2BC B s v t =+=(3)在水平面上,有:220B v a t =﹣解得:2224m/s Bv a t -==-. 根据牛顿第二定律有:2mg ma μ=﹣代入数据解得:0.4μ=.(4)从A 到D 的过程,根据动能定理得:()sin cos 0AB BD AB BD mgs F s s mgs θθμ++-=代入数据解得:2.48N F = 【点睛】连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带就是加速度,所以在做这一类问题时,特别又是多过程问题时,先弄清楚每个过程中的运动性质,根据牛顿第二定律求加速度然后根据加速度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力.3.如图所示,水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A 点,自然状态时其右端位于B 点.D 点位于水平桌面最右端,水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP ,其形状为半径R =0.45m 的圆环剪去左上角127°的圆弧,MN 为其竖直直径,P 点到桌面的竖直距离为R ,P 点到桌面右侧边缘的水平距离为1.5R .若用质量m 1=0.4kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C 点,释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B 点,用同种材料、质量为m 2=0.2kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C 点释放,物块过B 点后其位移与时间的关系为x =4t ﹣2t 2,物块从D 点飞离桌面后恰好由P 点沿切线落入圆轨道.g =10m/s 2,求:(1)质量为m 2的物块在D 点的速度;(2)判断质量为m 2=0.2kg 的物块能否沿圆轨道到达M 点:(3)质量为m 2=0.2kg 的物块释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功. 【答案】(1)2.25m/s (2)不能沿圆轨道到达M 点 (3)2.7J 【解析】 【详解】(1)设物块由D 点以初速度v D 做平抛运动,落到P 点时其竖直方向分速度为:v y 22100.45gR =⨯⨯m/s =3m/sy Dv v =tan53°43=所以:v D =2.25m/s(2)物块在内轨道做圆周运动,在最高点有临界速度,则mg =m 2v R,解得:v 32gR ==m/s 物块到达P 的速度:22223 2.25P D y v v v =+=+=3.75m/s若物块能沿圆弧轨道到达M 点,其速度为v M ,由D 到M 的机械能守恒定律得:()22222111cos5322M P m v m v m g R =-⋅+︒ 可得:20.3375M v =-,这显然是不可能的,所以物块不能到达M 点(3)由题意知x =4t -2t 2,物块在桌面上过B 点后初速度v B =4m/s ,加速度为:24m/s a =则物块和桌面的摩擦力:22m g m a μ= 可得物块和桌面的摩擦系数: 0.4μ=质量m 1=0.4kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C 点,释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B 点,由能量守恒可弹簧压缩到C 点具有的弹性势能为:p 10BC E m gx μ-=质量为m 2=0.2kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C 点释放,物块过B 点时,由动能定理可得:2p 2212BC B E m gx m v μ-=可得,2m BC x = 在这过程中摩擦力做功:12 1.6J BC W m gx μ=-=-由动能定理,B 到D 的过程中摩擦力做的功:W 2222201122D m v m v =- 代入数据可得:W 2=-1.1J质量为m 2=0.2kg 的物块释放后在桌面上运动的过程中摩擦力做的功12 2.7J W W W =+=-即克服摩擦力做功为2.7 J .4.如图所示,在倾角为θ=37°的斜面底端有一个固定挡板D ,处于自然长度的轻质弹簧一端固定在挡板上,另一端在O 点,已知斜面OD 部分光滑,PO 部分粗糙且长度L =8m 。
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动能和动能定理检测试题一、选择题(本题共10个小题,每小题7分,共70分,每小题只有一个选项正确,请将正确选项前的字母填在题后的括号内)1.如图所示,质量为m 的物块,在恒力F 的作用下,沿光滑水平面运动,物块通过A 点和B 点的速度分别是v A 和v B ,物块由A 运动到B 点的过程中,力F 对物块做的功W 为( )A .W >12mv 2B -12mv 2A B .W =12mv 2B -12mv 2A C .W =12mv 2A -12mv 2B D .由于F 的方向未知,W 无法求出解析:对物块由动能定理得:W =12mv 2B -12mv 2A ,故选项B 正确. 答案:B2.如图所示,质量为m 的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的k 倍,物块与转轴OO ′相距R ,物块随转台由静止开始转动,当转速增加到一定值时,物块即将在转台上滑动,在物块由静止到滑动前的这一过程中,转台的摩擦力对物块做的功为( )A .0B .2πkmgRC .2kmgR D.12kmgR 解析:在转速增加的过程中,转台对物块的摩擦力是不断变化的,当转速增加到一定值时,物块在转台上即将滑动,说明此时最大静摩擦力提供向心力,即kmg =mv 2R① 在这一过程中对物块用动能定理W =12mv 2② 由①②知,转台的摩擦力对物块所做的功 W =12kmgR ,D 对.答案:D3.一个质量为0.5 kg 的物体,从静止开始做直线运动,物体所受合外力F 随物体位移x 变化的图象如图所示,则物体位移x =8 m时,物体的速度为( )A .2 m/sB .8 m/sC .4 2 m/sD .4 m/s解析:F -x 图象面积表示功,横轴上方为正功,下方为负功,可求W =8 J ;由动能定理得,12mv 2=8,v =4 2 m/s.答案:C4.如图所示,将小球a 从地面以初速度v 0竖直上抛的同时,将另一相同质量的小球b 从距地面h 处由静止释放,两球恰在h 2处相遇(不计空气阻力).则( )A .两球同时落地B .相遇时两球速度大小相等C .从开始运动到相遇,球a 动能的减少量等于球b 动能的增加量D .相遇后的任意时刻,重力对球a 做功功率和对球b 做功功率相等解析:在相遇处,b 球速度v b =2g ×h2=gh ,方向向下;此时v a =0,之后a 开始做自由落体运动,b 球先落地,A 错误,同时也看出B 错误.从开始运动到相遇的过程中,重力对a球做负功,对b 球做正功,大小相等,均为12mgh ,根据动能定理判断,C 正确.两球相遇后,v a <v b ,由P =mgv 知,P a <P b ,D 错误.答案:C5 .如图所示,固定斜面倾角为θ,整个斜面分为AB 、BC 两段,AB =2BC .小物块P (可视为质点)与AB 、BC 两段斜面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2.已知P 由静止开始从A 点释放,恰好能滑动到C 点而停下,那么θ、μ1、μ2间应满足的关系是( )A .tan θ=μ1+2μ23 B .tan θ=2μ1+μ23C .tan θ=2μ1-μ2D .tan θ=2μ2-μ1解析:设斜面的长度为l ,小物块从斜面顶端下滑到斜面底端的全过程由动能定理得:mgl sin θ-μ1mg 2l 3cos θ-μ2mg l 3cos θ=0,解得tan θ=2μ1+μ23,故B 正确. 答案:B6. 如图所示,木箱高为L ,其底部有一个小物体Q (质点),现用力竖直向上拉木箱,使木箱由静止开始向上运动.若保持拉力的功率不变,经过时间t ,木箱达到最大速度,这时让木箱突然停止,小物体会继续向上运动,且恰能到达木箱顶端.已知重力加速度为g ,不计空气阻力,由以上信息,可以求出的物理量是( )①木箱的最大速度 ②时间t 内拉力的功率 ③时间t 内木箱上升的高度④木箱和小物体的质量A .①②B .①③C .②③D .②④解析:最大速度v m =2gL ,此时F =(M +m )g ,P =Fv m ,由动能定理,Pt -(M +m )gh =12(M +m )v 2m ,可以求得时间t 内木箱上升的高度h .答案:C7.如下图所示,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 JB .15 JC .20 JD .25 J解析:由h =12gt 2和v y =gt 得: v y =30 m/s ,落地时,tan 60°=v y v 0可得: v 0=v ytan 60°=10 m/s.小球刚被弹出时所获得的动能来源于弹簧弹力做功,由动能定理知:W =12mv 20,弹簧弹力做的功源自弹簧弹性势能,故E p =W =12mv 20=10 J. 答案:A8.如图所示,平直木板AB 倾斜放置,板上的P 点距A 端较近,小物块与木板间的动摩擦因数由A 到B 逐渐减小.先让物块从A 由静止开始滑到B .然后,将A 着地,抬高B ,使木板的倾角与前一过程相同,再让物块从B 由静止开始滑到A .上述两过程相比较,下列说法中一定正确的有( )A .物块经过P 点的动能,后一过程较小B .物块从顶端滑到P 点的过程中因摩擦产生的热量,前一过程较少C .物块滑到底端的速度,前一过程较大D .物块从顶端滑到底端的时间,前一过程较长解析:由动能定理可知A 选项错误、C 选项错误.产生热量Q =F f x ,据题意知F f AP >F f BP ,同时x AP <x BP ,所以两过程产生的热量大小不能确定,B 项错误.结合加速度变化特点利用v -t 图可知D 项正确.答案:D9.一辆汽车以v 1=6 m/s 的速度沿水平路面行驶时,急刹车后能滑行x 1=3.6 m ,如果改为以v 2=8 m/s 的速度行驶时,同样情况下急刹车后滑行的距离x 2为( )A .6.4 mB .5.6 mC .7.2 mD .10.8 m解析:急刹车后,车只受摩擦力的作用,且两种情况下摩擦力大小是相同的,汽车的末速度皆为零.设摩擦力为F ,在两次刹车的过程中,根据动能定理-Fx 1=0-12mv 21-Fx 2=0-12mv 22 两式相除x 2x 1=v 22v 21,汽车滑行距离 x 2=v 22v 21x 1=(86)2×3.6 m=6.4 m. 答案:A10.一质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用.此后,该质点的动能不可能( )A .一直增大B .先逐渐减小至零,再逐渐增大C .先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小D .先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大解析:当恒力方向与质点原来速度方向相同时,质点的动能一直增大,故A 可能.当恒力方向与质点原来速度方向相反时,速度先逐渐减小到零再逐渐增大,质点的动能也先逐渐减小至零再逐渐增大,故B 可能.当恒力方向与原来质点的速度方向夹角大于90°时,将原来速度v 0分解为平行恒力方向的v y 、垂直恒力方向的v x ,如图(1),v y 先逐渐减小到零再逐渐增大,v x 始终不变.v =v 2x +v 2y ,质点速度v 先逐渐减小至v x 再逐渐增大,质点的动能先减小至某一非零的最小值,再逐渐增大,故D 可能.当恒力方向与v 0方向夹角小于90°时,如图(2),v y 一直增大,v x 始终不变,质点速度v 逐渐增大.动能一直增大,没有其他情况,故C 不可能.答案:C二、非选择题(本题共2小题,共30分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位)11.(15分)冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目,比赛场地示意如图.比赛时,运动员从起滑架处推着冰壶出发,在投掷线AB 处放手让冰壶以一定的速度滑出,使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O ,为使冰壶滑行得更远,运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面,使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小.设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ1=0.008,用毛刷擦冰面后动摩擦因数减少至μ2=0.004.在某次比赛中,运动员使冰壶C 在投掷线中点处以2 m/s 的速度沿虚线滑出.为使冰壶C 能够沿虚线恰好到达圆心O 点,运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少?(g 取10 m/s 2)解析:设冰壶在未被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为x 1,所受摩擦力的大小为F f 1;在被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为x 2,所受摩擦力为F f 2,则有:x 1+x 2=x式中x 为投掷线到圆心O 的距离.又F f 1=μ1mg F f 2=μ2mg设冰壶的初速度为v 0,由动能定理得:-F f 1x 1-F f 2x 2=-12mv 20 联立以上各式解得:x 2=2μ1gx -v 202g μ1-μ2代入数据解得x 2=10 m.答案:10 m12.(15分)如图甲所示,在倾角为30°的足够长光滑斜面AB 前,有一粗糙水平面OA ,OA 长为4 m .有一质量为m 的滑块,从O 处由静止开始受一水平向右的力F 作用.F 按图乙所示的规律变化.滑块与OA 间的动摩擦因数μ=0.25,g 取10 m/s 2,试求:滑块到A 处的速度大小;(2)不计滑块在A 处的速率变化,滑块冲上斜面AB 的长度是多少?解析:(1)由题图乙知,在前2 m 内,F 1=2mg ,做正功;在第3 m 内,F 2=-0.5mg ,做负功;在第4 m 内,F 3=0.滑动摩擦力F f =-μmg =-0.25mg ,始终做负功.对OA 过程由动能定理得 F 1x 1+F 2x 2+F f ·x =12mv 2A -0.即2mg ×2-0.5mg ×1-0.25mg ×4=12mv 2A , 解得v A =5 2 m/s.(2)冲上斜面的过程,由动能定理得-mg ·L ·sin 30°=0-12mv 2A , 所以冲上斜面AB 的长度L =5 m.答案:(1)5 2 m/s (2)5 m 欢迎您的下载,资料仅供参考!。