高三物理动能和动能定理经典试题-打印版(含答案)

动能和动能定理经典试题

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。

试题分析：根据动能定理：

化简则：F=1.798×104N

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）

解：对全过程运用动能定理得，mg（H+h）-fh=0

解得f=．

答：泥对石头的平均阻力为820N

3 一质量为0.3kg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 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

v2

+ B. gh

v2

-

C. gh

v2

2

+ D. gh

v2

2

-

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 cosθ

B. mgl(1－cosθ)

C. Fl cosθ

D. Flsinθ

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________.

解：当绳的拉为为F时则有：F=

R

v

m

2

1解得：

当绳的拉力增大到8F时，则有：8F=

2/

2

2

R

v

m解得：

根据动能的得：W==

2-7-3

θ

F

O

P

Q

l

- 1 - / 8

- 2 - / 8

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。已知工件与传送带间的动摩擦因数2

3

=

μ，g 取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：（1）工件轻轻地放在传送带底端后,上滑过程中加速度为：

μmg cosθ-mg sin θ=ma 解得：a =g （μcos θ-sin θ）=2.5m/s 2

设工件加速到v 0=2m/s 时运动的位移为x ，则有：2a x =v 02 得 x =0.8m 可得：x ＜

=4m

所以工件在传送带上先匀加速运动后匀速运动．

（2）匀加速运动过程中，动摩擦力对工件做功为：W 1=μmg cos θ•x =60J 匀速运动后，工件受到的静摩擦力大小为：f =mg sin θ 通过的位移为：x ′=

-x =4m-0.8=3.2m

匀速运动过程中，摩擦力对工件做功为：W 2=mg sinθ•x ′=160J 所以摩擦力对工件做的总功为：W =W 1+W 2=220J

（3）多消耗的能量转化为工件的动能和重力势能以及摩擦产生的内能

其中：Q =F f •x 相对=μmg cos θ•（2x -x ）=60J

8 如图4所示，AB 为1/4圆弧轨道，半径为R =0.8m ，BC 是水平轨道，长S =3m ，BC 处的摩擦系数为μ=1/15，今有质量m =1kg 的物体，自A 点从静止起下滑到C 点刚好停止。求物体在轨道AB 段所受的阻力对物体做的功。

解：（1）从A 到C 的运动的过程运用动能定理得：mgR -W f -μmgS BC =0 解得：W f =6J

（2）从B 到C 的过程中，运用动能定理得：-μmgS BC =0-mv B 2 解得：v B =2m/s 根据向心力公式得：N-mg=m

解得：N=15N

由牛顿第三定律可知，物体对轨道压力为15N 答：（1）物体在AB 段克服阻力所做的功为6J ； （2）物体下滑到B 点时对圆弧轨道的压力为15N

2-7-4

9 电动机通过一条绳子吊起质量为

8kg的物体。绳的拉力不能超过120N，

电动机的功率不能超过1 200W.（1）

电动机吊升该物体的最大速度V m；

（2）吊升该物体允许的最大加速度

（3）电动机将该物体由静止吊升90m

所需的最短时间（已知该物体上升90m前已达最大速度匀速上升）（g取10 m/s2）

解：（1）当牵引力等于阻力时，速度达到最大值，此时有：F=mg 根据P额=Fv m

可得：

（2）当拉力最大时，加速度最大，根据牛顿第二定律得：

最大加速度为：a=

（3）电动机应使物体先以最大加速度加速达最大功率后保持最大功率继续吊升，

以最大加速度吊升达最大功率时：

本阶段用时，本阶段上升

达最大功率后还需用时t2，由动能定理

解得：t2=5.75s

故最短时间t=t1+t2=7.75s

答：（1）电动机吊升该物体的最大速度为15m/s；

（2）吊升该物体允许的最大加速度为5m/s2；

（3）电动机将该物体由静止吊升90m所需

的最短时间为7.75s

10 一个物体从斜面上高h处由静止滑下并

紧接着在水平面上滑行一段距离后停止，测

得停止处对开始运动处的水平距离为S，如

图2-7-6，不考虑物体滑至斜面底端的碰撞

作用，并设斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同．求动摩擦因数μ．解：对物体全过程应用动能定理，有

mgh-μmg cosθ.-=0，解得μ=．

即动摩擦因数μ为．

（本题也可直接利用结论：物体沿斜面下滑过程中克服摩擦力做的功等于动摩擦因数、重力以及斜面底边长三者的乘积．证明如下：设斜面长L，斜面倾角为θ，由于物体受到的滑动摩擦力为f=μmg cosθ，所以物体克服摩擦力做功为=fL=μmg cosθ·L，因为斜面底边长为

2-7-6

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