动能定理练习题(附答案)

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动能定理练习题(附答案)

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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。

解:(1) m 由A 到B :

克服重力做功1 (2) m 由A 到B ,根据动能定理2:

(3) m 由A 到B :

2、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:

(2) m 由A 到B ,根据动能定理3:

3a 、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:

(3a )球由O 到A ,根据动能定理4:

(3b )球在运动员踢球的过程中,根据动能定理5:

1 不能写成:. 在没有特别说明的情况下,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

“m :

:”,其中

表示动能定理.

3 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. G 10J W

m g h =-=-G G 10J W

W ==克2

102J

2

W m v ∑=-=G F WW W ∑

=+F 12J W ∴=22

1122m g h m v m v =-20m /s v ∴=22

t 0

1122m g h W m v m v -=-1.95J W ∴=201050J 2

W m v =-

=22

110

22W m v m v =-=

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:

(2)变力6。 (3) m 由B 到C ,根据动能定理:

(3) m 由B 到C :

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 。 解: (1) m 由1状态到2状态:根据动能定理7:

(2) m 由1状态到3状态8:根据动能定理:

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:

6 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mg . 因此可以推知,泥土对小球的力为变力.

8

. 计算过程如下:

m 由2

22

1122m g H m v m v =-v ∴

2

f

102m g h W m v +=-()2

f 012W m v m gHh ∴=--

+f c o s 180Wf h =⋅⋅()2

022m v m gH h f

h ++∴=2

11

1c o s 0c o s 18002F s m g s m v μ+=-/s3.74m /s =1

c o s 0c o s 18000F s m g s μ

+=-100m s ∴=

(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。

解:(1) m 由A 到C 9:根据动能定理:

(2) m 由B 到C :

7、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. 解:(1) m 由B 到C :根据动能定理:

(2) m 由A 到B :根据动能定理: 克服摩擦力做功 8、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,在水平面上运

动的位移为,如图所示10.m 由A 到B :根据动能定理:

又、

则11: 即:

证毕。

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。

9 也可以分段计算,计算过程略.

10

11

由,得:f 00m g R W +=-f 8J W m g R ∴=-=-f c o s 180W

m g x μ=⋅⋅0.2μ∴=2

B

1

c o s 18002

m gl m v μ⋅⋅=-B 2m /s v ∴=

2

f B 102m

g R W m v +=-f 0.5J W ∴

=-f 0.5J W

W ==克f θ1

s 2

s 2c o s c o s 180c o s 18000m g h m g l m g s μθμ

+⋅⋅+⋅=-1c o s l s θ=12s s s =+0h s μ

-=h s μ=

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