全品复习方案18高考物理大一轮复习第5单元机械能第15讲动机械能守恒定律及其应用课时作业
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机械能课时作业(十三)第13讲功功率时间/40分钟图K13-11.如图K13-1所示,平板车放在光滑水平面上,一个人从车的左端加速向右端跑动,设人受的摩擦力为f,平板车受到的摩擦力为f',如下说法正确的答案是()A.f、f'均做负功B.f、f'均做正功C.f做正功,f'做负功D.因为是静摩擦力,所以f、f'做功均为零图K13-22.[2018·大连二模]如图K13-2所示,倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面上,斜面长为L,一质量为m的小物块从斜面顶端由静止开始释放,重力加速度为g.当小物块刚滑到底端时,重力的瞬时功率为()A.mgB.mgC.mg sinθD.mg cosθ3.如图K13-3所示,在大小一样的恒力F1和F2的作用下,两个质量一样的物体在水平面上移动一样的距离s(两物体与水平面间的动摩擦因数一样),如此()图K13-3A.力F1与F2对物体所做的功一样B.摩擦力对物体所做的功一样C.重力对物体所做的功都是mgsD.合力对物体所做的功一样4.如图K13-4所示,质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动.假设该同学上半身的质量约为全身质量的,她在1min内做了50个仰卧起坐,每次上半身重心上升的高度均为0.3m,如此她抑制重力做的功W和相应的功率P约为()图K13-4A.W=4500J,P=75WB.W=450J,P=7.5WC.W=3600J,P=60WD.W=360J,P=6W5.京沪高铁恢复350km/h的时速,由“复兴号〞承当运营.“复兴号〞列车使用的动车组是由几节自带动力的车厢(动车)加几节不带动力的车厢(也叫拖车)编成一组.假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比,每节动车与拖车的质量都相等,每节动车的额定功率都相等.假设2节动车加6节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h,如此4节动车加2节拖车编成的动车组能达到的最大速度为()A.120km/hB.240km/hC.320km/hD.480km/h6.[2018·西北师大附中二模]一质量为m的汽车原来在平直路面上以速度v匀速行驶,发动机的输出功率为P.从某时刻开始,司机突然加大油门将汽车发动机的输出功率提升至某个值并保持不变,结果汽车在速度达到2v之后又开始匀速行驶.假设汽车行驶过程所受路面阻力保持不变,不计空气阻力.如下说法正确的答案是()A.汽车加速过程的最大加速度为B.汽车加速过程的平均速度为vC.汽车速度从v增大到2v过程做匀加速运动D.汽车速度增大时,发动机产生的牵引力随之不断增大7.某重型气垫船的质量为5.0×105kg,最高时速为108km/h,装有额定输出功率为9000kW的燃气轮机.假设该重型气垫船在海面航行过程所受的阻力f与速度v满足f=kv,如下说法正确的答案是()A.该重型气垫船的最大牵引力为3.0×105NB.由题中给出的数据可算出k=1.0×104N·s/mC.当以最高时速一半的速度匀速航行时,气垫船所受的阻力大小为3.0×105ND.当以最高时速一半的速度匀速航行时,气垫船发动机的输出功率为4500kW技能提升图K13-58.[2018·太原五中检测]某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进展研究,他们让这辆小车在水平的直轨道上以恒定加速度由静止启动,并将小车运动的全过程记录下来,通过处理转化为v-t图像,如图K13-5所示(除2~10s时间段内的图像为曲线外,其余时间段图像均为直线),2s后小车的功率不变,可认为在整个过程中小车所受到的阻力大小不变.假设小车的质量为1kg,如此小车在0~10s运动过程中位移的大小为()A.39mB.42mC.45mD.48m9.[2018·安徽六安一中三模]一质量为m=2kg的小球沿倾角为θ=30°的足够长的斜面由静止开始匀加速滚下,途中依次经过A、B、C三点,AB=BC=12m,由A到B和由B到C经历的时间分别为t1=4s、t2=2s,如此如下说法正确的答案是(g取10m/s2)()A.小球的加速度大小为4m/s2B.小球经过B点时重力的瞬时功率为100WC.A点与出发点的距离为0.5mD.小球由静止到C点过程中重力的平均功率为70W10.(多项选择)[2018·福建南平模拟]一辆机动车在平直的公路上由静止启动.如图K13-6所示,图线A表示该车运动的速度与时间的关系,图线B表示该车的功率与时间的关系.设机车在运动过程中阻力不变,如此以下说法正确的答案是()图K13-6A.0~22s内机动车先做加速度逐渐减小的加速运动,后做匀速运动B.运动过程中机动车所受阻力为1500NC.机动车速度为5m/s时牵引力大小为3×103ND.机动车的质量为562.5kg挑战自我11.(多项选择)[2018·福州十中月考]一辆汽车从静止开始启动,其加速度a与速度的倒数的关系如图K13-7所示,汽车的质量为m,汽车启动过程受到的阻力恒定,图中b、c、d,如此()图K13-7A.汽车启动过程的功率越来越大B.汽车启动过程的功率为C.汽车启动过程的最大速度为D.汽车启动过程受到的阻力为12.在北极地区,人们常用狗拉雪橇.狗系着不可伸长的绳拖着质量m=11kg的雪橇从静止开始沿着笔直的水平地面加速奔跑,5s后绳断了,雪橇运动的v-t图像如图K13-8所示.不计空气阻力,绳与地面的夹角为37°,且sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2.求:(1)绳对雪橇的拉力大小;(2)0~7s内雪橇抑制摩擦力做的功.图K13-813.高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图像.现利用这架照相机对某款家用汽车的加速性能进展研究,图K13-9为汽车做匀加速直线运动时连续三次曝光的照片,图中汽车的实际长度为4m,照相机每两次曝光的时间间隔为2.0s.该汽车的质量为1000kg,额定功率为90kW,汽车运动过程中所受的阻力始终为1500N.(1)求该汽车的加速度大小.(2)假设汽车由静止开始以此加速度做匀加速运动,如此匀加速运动状态能保持多长时间?(3)汽车所能达到的最大速度是多少?(4)假设该汽车从静止开始运动,牵引力不超过3000N,求汽车运动2400m所用的最短时间(汽车已经达到最大速度).图K13-9课时作业(十四)第14讲动能动能定理时间/40分钟根底达标1.假设物体在运动过程中受到的合外力不为零,如此以下说法正确的答案是()A.物体的速度大小和方向一定都变化B.物体的加速度一定变化C.物体的动能一定变化D.物体的动量一定变化图K14-12.如图K14-1所示,一质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点,小球在水平力F作用下从平衡位置P点很缓慢地移到Q点,此时悬线与竖直方向夹角为θ,重力加速度为g,如此拉力F所做的功为()A.FL cosθB.FL sinθC.mgL cosθD.mgL(1-cosθ)3.在篮球比赛中,某位同学获得罚球机会,他站在罚球线处用力将篮球投出,如图K14-2所示,篮球约以1m/s的速度撞击篮筐.篮球质量约为0.6kg,篮筐离地高度约为3m,忽略篮球受到的空气阻力,如此该同学罚球时对篮球做的功大约为()图K14-2A.1JB.10JC.50JD.100J4.(多项选择)用力F拉着一个物体从空中的a点运动到b点的过程中,重力做功-3J,拉力F做功8J,空气阻力做功-0.5J,如此如下判断正确的答案是()A.物体的重力势能增加了3JB.物体的重力势能减少了3JC.物体的动能增加了4.5JD.物体的动能增加了8J图K14-35.[2018·张掖中学月考]质量为m的物体从地面上方H高处无初速度释放,落到地面后出现一个深为h的坑,如图K14-3所示,重力加速度为g,如此在此过程中()A.重力对物体做功mgHB.物体重力势能减少mg(H-h)C.合力对物体做的总功为零D.地面对物体的平均阻力为6.一个小球从足够高处水平抛出,空气阻力忽略不计,小球抛出后的动能随时间变化的关系为E k=2+50t2(J),重力加速度g取10m/s2,如此()A.小球的初速度为4m/sB.小球的质量为0.5kgC.2s末小球的水平位移为2mD.2s末小球的速度约为20.1m/s7.如图K14-4所示,AB为圆弧轨道,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从静止开始下落,恰好运动到C处停止,重力加速度为g,那么物体在AB段抑制摩擦力所做的功为()图K14-4A.B.C.mgRD.(1-μ)mgR技能提升8.(多项选择)一质量为2kg的物体在水平恒定拉力的作用下以一定的初速度在粗糙的水平面上做匀速运动,运动一段时间后,拉力逐渐减小,当拉力减小到零时,物体刚好停止运动,图K14-5中给出了拉力随位移变化的关系图像.重力加速度g取10m/s2,由此可知()图K14-5A.物体与水平面间的动摩擦因数为0.35B.减速过程中拉力对物体所做的功约为12JC.匀速运动时的速度约为6m/sD.减速运动的时间约为1.7s9.如图K14-6所示,竖直平面内一半径为R的半圆形轨道两边端点等高,一个质量为m的质点从左端点P由静止开始下滑,滑到最低点Q时受到轨道支持力为2mg,g为重力加速度,如此此下滑过程抑制摩擦力做的功是()图K14-6A.mgRB.mgRC.mgRD.mgR10.如图K14-7所示,一薄木板斜搁在高度一定的平台和水平地板上,其顶端与台面相平,末端位于地板上的P处,并与地板平滑连接.一可看成质点的滑块放在水平地板上的Q点,给滑块一向左的初速度v0,滑块刚好能够滑到木板顶端.滑块与木板与地板间的动摩擦因数一样.现将木板截短一半,仍按上述方式搁在该平台和地板上,再次将滑块放在Q点,欲使滑块还能够刚好滑到木板顶端,如此滑块的初速度()图K14-7A.大于v0B.等于v0C.小于v0D.条件不足,无法确定11.(多项选择)[2018·泉州质检]如图K14-8甲所示,长为l、倾角为α的斜面固定在水平地面上,一质量为m的物块从斜面顶端由静止释放并沿斜面向下滑动.物块与斜面间的动摩擦因数μ与下滑距离x的变化关系图像如图乙所示,重力加速度为g,如此()图K14-8A.μ0>tanαB.物块下滑的加速度逐渐增大C.物块下滑到斜面底端的过程中抑制摩擦力做功为μ0mgl cosαD.物块下滑到底端时的速度大小为12.[2018·西北师大附中二模]如图K14-9所示,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、半径为r=1.5m的四分之一细圆管CD,管口D端正下方直立一根轻弹簧,轻弹簧下端固定,上端恰好与管口D端齐平.一小球在曲面AB上距BC的高度为h=1.0m处由静止开始释放,进入管口C端时与圆管恰好无作用力,通过CD后压缩弹簧,弹簧能将小球无碰撞地弹回管口D.小球与BC间的动摩擦因数μ=0.25,g取10m/s2.求:(1)水平面BC的长度L;(2)小球最终停下的位置.图K14-9挑战自我13.[2018·河南南阳模拟]如图K14-10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局部光滑,BC局部粗糙.现有一个质量m=0.10kg的小物块P从斜面上端A点无初速度下滑,物块P与斜面BC局部之间的动摩擦因数μ=0.75.sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g 取10m/s2,忽略空气阻力.求:(1)物块第一次通过D点时对轨道的压力大小F N;(2)物块第一次通过D点后能上升的最大高度.图K14-10课时作业(十五)第15讲机械能守恒定律与其应用时间/40分钟根底达标图K15-11.如图K15-1所示,将弹性绳上端固定,拉长后下端固定在运动员身上,并通过外力作用使运动员停留在地面上,当撤去外力后,运动员被“发射〞出去冲向高空.假设运动员始终沿竖直方向运动并可视为质点,忽略弹性绳质量与空气阻力.对于运动员的上升过程,如下说法正确的答案是 ()A.运动员的动能先增大后保持不变B.运动员的重力势能和弹性绳的弹性势能之和在合力为0时最小C.弹性绳的弹性势能一直减小D.运动员的机械能先增大后减小图K15-22.[2018·丰台测试]某同学利用如图K15-2所示的实验装置研究摆球的运动情况.摆球从A点由静止释放,经过最低点C到达与A等高的B点,D、E、F是OC连线上的点,OE=DE,DF=FC,OC连线上各点均可钉钉子.每次均将摆球从A点由静止释放,不计绳与钉子碰撞时机械能的损失.如下说法正确的答案是()A.假设只在E点钉钉子,摆球最高可能摆到A、B连线以上的某点B.假设只在D点钉钉子,摆球最高可能摆到A、B连线以下的某点C.假设只在F点钉钉子,摆球最高可能摆到D点D.假设只在F点以下某点钉钉子,摆球可能做完整的圆周运动图K15-33.在某次“蹦床〞娱乐活动中,从小朋友下落到离地面高h1处开始计时,其动能E k与离地高度h 的关系如图K15-3所示.在h1~h2阶段图像为直线,其余局部为曲线,h3对应图像的最高点,小朋友的质量为m,重力加速度为g,不计空气阻力和一切摩擦.如下有关说法正确的答案是()A.整个过程中小朋友的机械能守恒B.从小朋友的脚接触蹦床直至蹦床被压缩至最低点的过程中,其加速度先增大后减小C.小朋友处于h=h4高度时,蹦床的弹性势能为E p=mg(h2-h4)D.小朋友从h1下降到h5过程中,蹦床的最大弹性势能为E pm=mgh1图K15-44.如图K15-4所示,一长为L的均匀铁链对称挂在一轻质小滑轮上,由于某一微小的扰动使得链条向一侧滑动,如此铁链完全离开滑轮时的速度大小为(重力加速度为g) ()A.B.C.D.5.(多项选择)有一系列斜面,倾角各不一样,它们的顶端都在O点,如图K15-5所示.有一系列完全一样的滑块(可视为质点)从O点同时由静止释放,分别到达各斜面上的A、B、C、D……各点,如下判断正确的答案是()图K15-5A.假设各斜面光滑,且这些滑块到达A、B、C、D……各点的速率一样,如此A、B、C、D……各点处在同一水平线上B.假设各斜面光滑,且这些滑块到达A、B、C、D……各点的速率一样,如此A、B、C、D……各点处在同一竖直线上C.假设各斜面光滑,且这些滑块到达A、B、C、D……各点的时间一样,如此A、B、C、D……各点处在同一竖直面内的圆周上D.假设各斜面与这些滑块间有一样的动摩擦因数,且到达A、B、C、D……各点的过程中,各滑块损失的机械能一样,如此A、B、C、D……各点处在同一竖直线上6.同重力场作用下的物体具有重力势能一样,万有引力场作用下的物体同样具有引力势能.假设取无穷远处引力势能为零,质量为m的物体距质量为m0的星球球心距离为r时的引力势能为E p=-G(G为引力常量).设宇宙中有一个半径为R的星球,宇航员在该星球上以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的物体,不计空气阻力,经时间t后物体落回手中.如下说法错误的答案是()A.在该星球外表上以的初速度水平抛出一个物体,物体将不再落回星球外表B.在该星球外表上以2的初速度水平抛出一个物体,物体将不再落回星球外表C.在该星球外表上以的初速度竖直抛出一个物体,物体将不再落回星球外表D.在该星球外表上以2的初速度竖直抛出一个物体,物体将不再落回星球外表技能提升7.(多项选择)如图K15-6所示,半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内,O是圆心,虚线OC水平,D 是圆环最低点.两个质量均为m的小球A、B套在圆环上,两球之间用轻杆相连,从图示位置由静止释放,如此()图K15-6A.A、B系统在运动过程中机械能守恒B.当杆水平时,A、B球速度达到最大C.B球运动至最低点D时,A、B系统重力势能最小D.A球从C点运动至D点过程中受到的合外力做正功图K15-78.(多项选择)[2018·苏、锡、常、镇四市调研]如图K15-7所示,用铰链将质量均为m的三个小球A、B、C与长均为L的两根轻杆相连,B、C置于水平地面上.在轻杆竖直时,将A由静止释放,B、C在杆的作用下向两侧滑动,三小球始终在同一竖直平面内运动.忽略一切摩擦,重力加速度为g,如此此过程中()A.球A的机械能一直减小B.球A落地的瞬时速度为C.球B对地面的压力始终等于mgD.球B对地面的压力可小于mg9.[2018·太原二模]如图K15-8所示为过山车的局部轨道,它由位于同一竖直面内的倾斜直轨道ab、半径不同的两个紧靠在一起的光滑圆轨道Ⅰ、Ⅱ(间距可忽略)组成.其中,ab与圆轨道Ⅰ相切于b点,ab=48.9m,θ=37°;R1=10m、R2=5.12m.车厢与ab间的动摩擦因数为μ=0.125.一次游戏中,质量m=500kg的车厢A被牵引到a点由静止释放,经切点b进入圆轨道Ⅰ;绕过圆轨道Ⅰ后到达最低点P时,与停在P点的障碍物B相撞并连在一起进入圆轨道Ⅱ.将A、B视为质点,不考虑空气阻力,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.(1)求车厢A通过圆轨道Ⅰ最高点时受到的弹力大小;(2)假设车厢A能安全通过圆轨道Ⅱ,如此B的质量不超过A的多少倍?图K15-8挑战自我10.如图K15-9所示,一不可伸长的轻质细绳长为L,一端固定于O点,另一端系一质量为m的小球,小球绕O点在竖直平面内做圆周运动(重力加速度为g,不计空气阻力).(1)假设小球通过最高点A时的速度为v,求v的最小值和此时绳对小球的拉力F的大小;(2)假设小球恰好通过最高点A且悬点距地面的高度h=2L,小球经过B点或D点时绳突然断开,求两种情况下小球从抛出到落地所用时间之差Δt;(3)假设小球通过最高点A时的速度为v,小球运动到最低点C或最高点A时,绳突然断开,两种情况下小球从抛出到落地的水平位移大小相等,试证明O点离地面的高度h与绳长L之间应满足h≥L.图K15-9课时作业(十六)第16讲能量守恒定律时间/40分钟根底达标1.某同学将一个质量为m的小球竖直向上抛出,小球上升的最大高度为H.假设上升过程中空气阻力F大小恒定,重力加速度为g,如此在上升过程中()A.小球的动能减小了mgHB.小球的机械能减小了FHC.小球的重力势能减小了mgHD.小球抑制空气阻力做功为(F+mg)H2.一物体从地面由静止开始运动,取地面的重力势能为零,运动过程中重力对物体做功为W1,阻力对物体做功为W2,其他力对物体做功为W3,如此该过程终态时()A.物体的动能为W1+W2B.物体的重力势能为W1C.物体的机械能的改变量为W2+W3D.物体的机械能的改变量为W1+W2+W3图K16-13.一物体仅受重力和竖直向上的拉力作用,沿竖直方向向上做减速运动,此过程中物体速度的二次方和上升高度的关系如图K16-1所示.假设取h=0处为重力势能等于零的参考平面,如此此过程中物体的机械能随高度变化的图像可能是图K16-2中的()图K16-24.一小球从某一高度H下落到水平地面上,与水平地面碰撞后弹起.假设小球与地面的碰撞过程中没有能量损失,但由于受到大小不变的空气阻力的影响,每次碰撞后弹起上升的高度是碰撞前下落高度的.为使小球弹起后能上升到原来的高度H,在小球开始下落时,在极短的时间内应给小球补充的能量为(重力加速度为g) ()A.mgHB.mgHC.mgHD.mgH5.在具有登高平台的消防车上,具有一定质量的伸缩臂能够在5min内使承载4人的登高平台(人连同平台的总质量为400kg)上升60m到达灭火位置,此后,在登高平台上的消防员用水炮灭火,水炮的出水量为3m3/min,水离开炮口时的速率为20m/s,如此(g取10m/s2)()A.用于水炮工作的发动机输出功率为1×104WB.用于水炮工作的发动机输出功率为4×104WC.用于水炮工作的发动机输出功率为2.4×106WD.伸缩臂抬升登高平台的发动机输出功率约为800W图K16-36.如图K16-3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,将质量为m的物体轻轻地放置在木板右端,物体和木板间的动摩擦因数为μ.为保持木板的速度不变,从物体放到木板上到它相对木板静止的过程中,应对木板施一水平向右的作用力F,如此力F对木板做的功为()A. B. C.mv2D.2mv2技能提升7.(多项选择)[2019·武汉模拟]质量为m的跳伞运动员进展低空跳伞表演,在打开降落伞之前,他以恒定的加速度g(g为重力加速度)竖直加速下落高度h,在此过程中()A.运动员的重力势能减少了mghB.运动员的动能增加mghC.运动员抑制阻力所做的功为mghD.运动员的机械能减少mgh8.(多项选择)“弹弓〞是孩子们喜爱的弹射类玩具,其构造原理如图K16-4所示,橡皮筋两端点A、B固定在把手上,橡皮筋处于ACB时恰好为原长状态,在C处(位于AB连线的中垂线上)放一固体弹丸,一手握住把手,另一手将弹丸拉至D点放手,弹丸就会在橡皮筋的作用下发射出去,打击目标.现将弹丸竖直向上发射,E是CD中点,如此()图K16-4A.从D到C,弹丸的机械能一直在增大B.从D到C,弹丸的动能一直在增大C.从D到C,弹丸的机械能先增大后减小D.从D到E弹丸增加的机械能大于从E到C弹丸增加的机械能9.(多项选择)如图K16-5甲所示,竖直光滑杆固定,套在杆上的弹簧下端固定,将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度h=0.1m处,滑块与弹簧不拴接.现由静止释放滑块,通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h并作出滑块的E k-h图像如图乙所示,其中高度从0.2m上升到0.35m范围内图像为直线,其余局部为曲线.以地面为零势能面,g取10m/s2.由图像可知()图K16-5A.小滑块的质量为0.2kgB.弹簧的最大弹性势能为0.32JC.弹簧的原长为0.2mD.小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能之和最小为0.18J10.(多项选择)[2018·江西赣州中学模拟]如图K16-6所示,传送带与水平面的夹角为θ=30°,传送带两端A、B间的距离为L=5m,传送带在电动机的带动下以v=1m/s的速度沿顺时针方向匀速运动.现将一质量为m=10kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带上的A点,小物体与传送带间的动摩擦因数μ=,在传送带将小物体从A点输送到B点的过程中,如下说法正确的答案是(g 取10m/s2) ()图K16-6A.小物体在传送带上运动的时间为5sB.传送带对小物体做的功为255JC.电动机做的功为255JD.小物体与传送带间因摩擦产生的热量为15J11.[2018·广州测试]吊锤打桩机如图K16-7甲所示,其工作过程可以简化为图乙:质量m=2.0×103kg的吊锤在绳子的恒定拉力F作用下从与钉子接触处由静止开始运动,上升一段高度后撤去F,到最高点后自由落下,撞击钉子将钉子打入一定深度.吊锤上升过程中,机械能E与上升高度h的关系如图丙所示,不计摩擦与空气阻力,g取10m/s2.(1)求吊锤上升h1=1.6m时的速度大小;(2)吊锤上升h1=1.6m后,再经过多长时间撞击钉子?(3)吊锤上升h2=0.4m时,求拉力F的瞬时功率.图K16-7挑战自我12.如图K16-8所示,静止的水平传送带右端B点与粗糙的水平面相连接,传送带长L1=0.36m,质量为1kg的滑块以v0=2m/s的水平速度从传送带左端A点冲上传送带,并从传送带右端滑上水平面,最后停在距B点L2=0.64m的C处.滑块与传送带、滑块与水平面间的动摩擦因数相等,重力加速度g取10m/s2.(1)求动摩擦因数μ的值;(2)假设传送带始终以v=2m/s的速度逆时针转动,滑块在传送带上运动的过程中,求传送带对滑块的冲量大小和整个过程中电动机由于传送滑块多消耗的电能.图K16-8课时作业(十三)1.B[解析]人相对于地的位移方向向右,人所受的摩擦力方向也向右,如此f做正功;平板车相对于地的位移方向向左,它受到的摩擦力方向也向左,如此f'也做正功,选项B正确.2.C[解析]小物块刚滑到底端时的速度v=,重力的瞬时功率P=mgv sinθ=mg sinθ,选项C正确.3.A[解析]由功的定义式W=Fl cosθ,可得力F1与F2对物体所做的功一样,选项A正确;摩擦力f=μF N,摩擦力大小不同,对物体所做的功不同,选项B错误;重力对物体所做的功为零,合力对物体所做的功为各力做功的代数和,因摩擦力做功不同,合力做功不同,选项C、D错误.4.A[解析]每次上半身重心上升的高度均为0.3m,如此她每一次抑制重力做的功W=×50×10×0.3J=90J,1min内抑制重力所做的功W总=50W=50×90J=4500J,相应的功率约为P==W=75W,选项A正确.5.C[解析]假设开动2节动车带6节拖车,最大速度可达到120km/h,设每节动车的功率为P,每节车厢所受的阻力为f,如此有2P=8fv;当开动4节动车带2节拖车时,有4P=6fv',联立解得v'=320km/h,选项C正确.6.A[解析]汽车以速度v匀速行驶,如此P=Fv=fv,当以速度2v匀速行驶时,功率P'=f·2v=2P,突然加大油门时的加速度最大,且a m==,选项A正确;牵引力F=随速度增大而减小,汽车将做加速度减小的加速运动,平均速度>=,选项B、C、D错误.7.B[解析]船的最高速度v=108km/h=30m/s,在额定输出功率下以最高时速匀速行驶时牵引力最小,此时牵引力与阻力相等,根据P=Fv得,气垫船的最小牵引力F==N=3.0×105N,故在速度达到最大前,牵引力F>3.0×105N,选项A错误;船以最高时速匀速运动时,所受的阻力f=F=3.0×105N,根据f=kv得k=N·s/m=1.0×104N·s/m,选项B正确;以最高时速一半的速度匀速航行时,气垫船所受的阻力为f'=k=f=1.5×105N,此时气垫船发动机的输出功率为P'=F'=f'=1.5×105×15W=2250kW,选项C、D错误.8.B[解析]在t=2s时,牵引力F1=f+ma,功率P=F1v1=3(f+ma),在t=10s时,牵引力F2=f,功率P=F2v2=6f,联立可得f=ma,又加速度a==1.5m/s2,在0~10s内,由动能定理得×。
(全国通用版)2019版高考物理大一轮复习第五章机械能及其守恒定律第15讲动能定理及其应用实战演练编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((全国通用版)2019版高考物理大一轮复习第五章机械能及其守恒定律第15讲动能定理及其应用实战演练)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第15讲动能定理及其应用1.(2017·江苏卷)一小物块沿斜面向上滑动,然后滑回到原处.小物块初动能为E k0,与斜面间的动摩擦因数不变,则该过程中,小物块的动能E k与位移x关系的图线是(C)解析依据动能定理,上升过程中F升=mg sin α+μmg cos α大小恒定,下降过程中F降=mg sin α-μmg cos α大小恒定.说明在E k-x图象中,上升、下降阶段图线的斜率均恒定,图线均为直线,则选项B、D错误.物块能够返回,返回过程位移减小,而动能增加,则选项A 错误.因整个过程中摩擦力做负功,则E k t〈E k0,故选项C正确.2.一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动.当物块的初速度为v时,上升的最大高度为H,如图所示;当物块的初速度为v2时,上升的最大高度记为h,重力加速度大小为g.则物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为( D)A.tan θ和错误!B.(错误!-1)tan θ和错误!C.tan θ和错误!D.(错误!-1)tan θ和错误!解析根据动能定理,以速度v上升时,错误!mv2=μmg cos θ错误!+mgH,以错误!速度上升时,错误!m(错误!)2=μmg cos θ错误!+mgh,解得h=错误!,μ=(错误!-1)tan θ,所以选项D正确.3.如图所示,在竖直平面内,滑道ABC关于B点对称,且A、B、C三点在同一水平线上.若小滑块第一次由A滑到C,所用的时间为t1,第二次由C滑到A,所用的时间为t2,小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行,小滑块与滑道的动摩擦因数恒定,则(A)A.t1<t2B.t1=t2C.t1>t2D.无法比较t1、t2的大小解析设初速度为v0,第一次到达B点的速率为v B1,到达C点的速率为v C1,A到C由动能定理可得-W f AB1=错误!mv错误!-错误!mv错误!,-W f BC1=错误!mv错误!-错误!mv错误!;第二次到达B点的速率为v B2,到达A点的速率为v A2,C到A由动能定理可得-W f BA2=错误!mv错误!-错误!mv错误!,-W f CB2=错误!mv错误!-错误!mv错误!,因为小滑块对滑道的压力与速度有关,对于BC部分,速度越大,压力越大,摩擦力越大,所以W f BC1<W f CB2,对于AB部分,速度越大,压力越小,摩擦力越小,所以W f AB1〈W f BA2,所以有v B1>v B2,v C1>v A2,可以判断出t1<t2,所以选项A正确,B、C、D项错误.4.(多选)如图,小球套在光滑的竖直杆上,轻弹簧一端固定于O点,另一端与小球相连.现将小球从M点由静止释放,它在下降的过程中经过了N点.已知在M、N两点处,弹簧对小球的弹力大小相等,且∠ONM<∠OMN<π2.在小球从M点运动到N点的过程中(BCD)A.弹力对小球先做正功后做负功B.有两个时刻小球的加速度等于重力加速度C.弹簧长度最短时,弹力对小球做功的功率为零D.小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差解析小球在从M点运动到N点的过程中,弹簧的压缩量先增大,后减小,到某一位置时,弹簧处于原长,再继续向下运动到N点的过程中,弹簧又伸长.弹簧的弹力方向与小球速度的方向的夹角先大于90°,再小于90°,最后又大于90°,因此弹力先做负功,再做正功,最后又做负功,选项A错误;弹簧与杆垂直时,小球的加速度等于重力加速度,当弹簧的弹力为零时,小球的加速度也等于重力加速度,选项B正确;弹簧长度最短时,弹力与小球的速度方向垂直,这时弹力对小球做功的功率为零,选项C正确;由于在M、N两点处,弹簧的弹力大小相等,即弹簧的形变量相等,根据动能定理可知,小球从M点到N点的过程中,弹簧的弹力做功为零,重力做功等于动能的增量,即小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差,选项D 正确.5.我国将于2022年举办冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一.如图所示,质量m=60 kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a=3.6 m/s2匀加速滑下,到达助滑道末端B时速度v B=24 m/s,A与B的竖直高度差H=48 m.为了改变运动员的运动方向,在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接,其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧.助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h=5 m,运动员在B、C间运动时阻力做功W=-1 530 J,取g=10 m/s2。
7 物理高考大一轮复习第5章机械能及其守恒定律第15讲动能定理及其应用练习含解析 [解密考纲]深刻理解动能定理解题的优越性,掌握它是一条适用范围很广的物理规律,体会应用动能定理处理动力学的综合问题的技巧. 1.(2018·全国卷Ⅱ)如图所示,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平面运动至具有某一速度,木箱获得的动能一定( )
A.小于拉力所做的功 B.等于拉力所做的功 C.等于克服摩擦力所做的功 D.大于克服摩擦力所做的功 A 解析 木箱受力如图所示, 木箱在移动的过程中有两个力做功,拉力做正功,摩擦力做负功,
根据动能定理可知,WF-Wf=12mv2-0,所以动能小于拉力做的功,故选项A正确,B错误;无法比较动能与摩擦力做功的大小,故选项C、D错误. 2.(2019·北京第十九中学高三月考)(多选)将质量为m的小球在距地面高度为h处抛出,抛出时的速度大小为v0.小球落到地面的速度大小为2v0,若小球受到的空气阻力不能忽略,则对于小球下落的整个过程,下列说法中正确的是( ) A.小球克服空气阻力做的功大于mgh B.重力对小球做的功等于mgh C.合外力对小球做的功大于mv20 D.合外力对小球做的功等于mv20
BC 解析 根据动能定理得 12m(2v0)2-12mv20=mgh-Wf,解得 Wf=mgh-32mv20
错误;重力做的功为WG=mgh,选项B正确;合外力对小球做的功W合=12m·(2v0)2-12mv20=32
mv20,选项C正确,D错误.
3.(多选)如图所示,水平转台上有一质量为m的物块,用长为L的细绳将物块连接在转轴上,细线与竖直转轴的夹角为θ角,此时绳中张力为零,物块与转台间动摩擦因数为μ,μ擦力,物块随转台由静止开始缓慢加速转动,则( ) 7
A.至绳中出现拉力时,转台对物块做的功为12μmgLsin θ B.至绳中出现拉力时,转台对物块做的功为μmgLsin θ C.至转台对物块支持力为零时,转台对物块做的功为mgLsin2θ2cos θ
2018高考物理一轮总复习第五章机械能及其守恒定律第15讲动能定理及其应用课时达标编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2018高考物理一轮总复习第五章机械能及其守恒定律第15讲动能定理及其应用课时达标)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第15讲动能定理及其应用[解密考纲]深刻理解动能定理解题的优越性,掌握它是一条适用范围很广的物理规律,体会动能定理处理动力学的综合问题的技巧.1.(2017·湖北襄阳模拟)如图,Q为一个原来静止在光滑水平面上的物体,其DB段为一半径为R的光滑圆弧轨道,AD段为一长度为L=R的粗糙水平轨道,二者相切于D点,D在圆心O 的正下方,整个轨道位于同一竖直平面内.物块P的质量为m(可视为质点),P与AD间的动摩擦因数μ=0。
1,物体Q的质量为M=2m,重力加速度为g.若Q固定,P以速度v0从A点滑上水平轨道,冲至C点后返回A点时恰好静止,求v0的大小和P刚越过D点时对Q的压力大小.解析:P从A到C又返回A的过程中,只有AD段和DA段的摩擦力做功,由动能定理有:-μmg·2L=0-错误!mv错误!.①将L=R代入①解得v0=错误!.②若P在D点的速度为v D,从A到D的过程中,由动能定理得:-μmgL=错误!mv错误!-错误!mv错误!.③刚越过D时,若Q对P的支持力为F D,根据牛顿定律,有F D-mg=m错误!.④联立②③④式解得F D=1。
2mg。
由牛顿第三定律可知,P对Q的压力大小也为1。
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第15讲动能定理及其应用考纲要求考情分析命题趋势1.对动能定理的理解Ⅱ2.动能定理的应用Ⅱ3.动能定理与图象结合的问题Ⅱ2016·全国卷Ⅱ,21动能定理是力学的重要规律之一,对求解涉及位移的过程问题非常简便,在高考中也有很重要的地位1.动能(1)定义:物体由于__运动__而具有的能.(2)公式:E k=__12mv2__.(3)单位:__焦耳__,1 J=1 N·m=1 kg·m2/s2.(4)标矢性:动能是__标量__,只有正值,动能与速度方向__无关__.(5)动能的变化:物体__末动能__与__初动能__之差,即ΔE k=__12mv错误!-错误!mv错误!__.2.动能定理(1)内容:在一个过程中合力对物体所做的功,等于物体在这个过程中__动能的变化__。
(2)表达式:W=ΔE k=E k2-E k1=__错误!mv错误!-错误!mv错误!__。
(3)物理意义:__合力__的功是物体动能变化的量度.(4)适用条件①动能定理既适用于直线运动,也适用于__曲线运动__.②既适用于恒力做功,也适用于__变力__做功.③力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以__分阶段__作用.1.请判断下列表述是否正确,对不正确的表述,请说明原因.(1)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.(√)(2)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.( √)(3)动能不变的物体,一定处于平衡状态.(×)解析速度是矢量,动能是标量,动能不变的物体,速度的方向可能发生变化.(4)做自由落体运动的物体,动能与下落距离的二次方成正比.(×)解析由错误!mv2=mgh可知,做自由落体运动的物体,动能与下落距离成正比,而不是与下落距离的二次方成正比.(5)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.( √)(6)物体在合外力作用下做变速运动,动能一定变化.(×)解析变速运动可能仅仅是速度的方向发生变化,此时动能可能不变.(7)物体的动能不变,所受的合外力必定为0。
动机械能守恒定律及其应用基础巩固1.[2016·云南模拟] 如图K151所示,桌面离地高度为h ,质量为m 的小球从离桌面H 高处由静止下落.若以桌面为参考平面,则小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力做功分别为( )图K151A .mgh ,mg (H -h )B .mgh ,mg (H +h )C .-mgh ,mg (H -h )D .-mgh ,mg (H +h )2.[2016·潍坊模拟] 如图K152所示,将一质量为m 的小球从A 点以初速度v 斜向上抛出,小球先后经过B 、C 两点.已知B 、C 之间的竖直高度和C 、A 之间的竖直高度都为h ,重力加速度为g ,取A 点所在的平面为参考平面,不考虑空气阻力,则( )A .小球在B 点的机械能是C 点机械能的两倍 B .小球在B 点的动能是C 点动能的两倍 C .小球在B 点的动能为12mv 2+2mghD .小球在C 点的动能为12mv 2-mgh3.2016里约奥运会女子排球决赛,中国女排不负众望,以3∶1的成绩战胜塞尔维亚,勇夺金牌.如图K153所示,在排球比赛中,假设排球运动员某次发球后排球恰好从网上边缘过网,排球网高为H =2.24 m ,排球质量为m =300 g ,运动员对排球做的功为W 1=20 J ,排球运动过程中克服空气阻力做功为W 2=4.12 J ,重力加速度g 取10 m/s 2.球从手中刚发出的位置的高度h =2.04 m ,选地面为零势能面,则( )图K153A .与排球从手中刚发出相比较,排球恰好到达球网上边缘时重力势能的增加量为6.72 JB .排球恰好到达球网上边缘时的机械能为22 JC .排球恰好到达球网上边缘时的动能为15.88 JD .与排球从手中刚发出相比较,排球恰好到达球网上边缘时动能的减少量为6.72 J 4.[2016·浙江临海模拟] 如图K154所示,在下列不同情形中将光滑小球以相同速率v 射出,忽略空气阻力,结果只有一种情形小球不能到达天花板,则该情形是( )图K154A .甲B .乙C .丙D .丁5.[2016·重庆适应性考试] 如图K155所示,一质量为m 的人从足够高的蹦极台上无初速度下落,蹦极绳可视为劲度系数为k 、原长为L 的弹性绳.设在下落过程中人所受的空气阻力恒为重力的15.若绳的质量忽略不计.重力加速度为g ,人视为质点,则( )图K155A .从开始下落到蹦极绳刚好被拉直所需的时间为5LgB .从开始下落到速度最大时人的下落距离为L +4mg5kC .从开始下落到到达最低点的过程中,加速度恒为45gD .从开始下落到速度最大的过程中,系统机械能损失为15mgL +mg5k能力提升6.[2016·石家庄一模] 我国运动员黄珊第一次参加奥运会蹦床项目的比赛就取得了第三名的好成绩,假设表演时运动员仅在竖直方向上运动,通过传感器将蹦床对运动员的弹力F 随时间t 变化的规律在计算机上绘制出如图K156所示的曲线.不计空气阻力,下列说法正确的是( )图K156A .t 1至t 2时间内运动员和蹦床构成的系统机械能不变B .t 2至t 3时间内运动员的机械能增加C .t 1至t 3时间内运动员始终未脱离蹦床D .t 3至t 4时间内运动员先失重后超重7.如图K157所示,半径为R 的光滑圆环竖直放置,N 为圆环的最低点.在环上套有两个小球A 和B ,A 、B 之间用一根长为3R 的轻杆相连,使两小球能在环上自由滑动.已知A球质量为4m,B球质量为m,重力加速度为g.现将杆从图示的水平位置由静止释放,在A 球滑到N点的过程中,轻杆对B球做的功为( )图K157A.mgR B.1.2mgR C.1.4mgR D.1.6mgR8.(多选)[2016·兰州实战考试] 如图K158所示,长为L的绳子一端系于O点,另一端系一质量为m的小球,现将绳子沿水平方向拉直,从M点将小球由静止释放,当其运动到最低点N时绳子恰好被拉断,测得小球落地点P到O点的水平距离为2L,忽略空气阻力,重力加速度为g,则以下说法正确的是( )图K158A.小球运动到N点速度大小为2gLB.绳所能承受的最大拉力为2mgC.N点离地面的高度为LD.若在ON中点处钉一钉子,绳子就不会被拉断了9.[2016·温州十校联考] 如图K159所示,“蜗牛”状轨道OAB竖直固定在水平地面上,与地面在B处平滑连接.其中“蜗牛”状轨道由内壁光滑的半圆轨道OA和AB平滑连接而成,半圆轨道OA的半径R1=0.6 m,半圆轨道AB的半径R2=1.2 m,水平地面BC长为x BC =11 m,C处是一个开口较大的深坑,一质量m=0.1 kg的小球从O点沿切线方向以某一初速度进入轨道OA后,沿OAB轨道运动至水平地面,已知小球与水平地面间的动摩擦因数μ=0.4,g取10 m/s2.(1)为使小球不脱离OAB轨道,小球在O点的初速度至少为多大?(2)若小球在O点的初速度v=6 m/s,求小球在B点对半圆轨道的压力大小;(3)若使小球能落入深坑C,则小球在O点的初速度至少为多大?图K159挑战自我10.[2016·石家庄一模] 如图K1510所示,左侧竖直墙面上固定半径为R =0.3 m 的光滑半圆环,右侧竖直墙面上与圆环的圆心O 等高处固定一水平光滑直杆,P 为半圆环与直杆连接点.质量为m a =100 g 的小球a 套在半圆环上,质量为m b =36 g 的滑块b 套在直杆上,二者之间用长为l =0.4 m 的轻杆通过两铰链连接.现将a 从圆环的最高处由静止释放,使a 沿圆环自由下滑,不计一切摩擦,a 、b 均视为质点,重力加速度g 取10 m/s 2.求:(1)小球a 滑到与圆心O 等高的P 点时的向心力大小;(2)小球a 从P 点下滑至轻杆与圆环相切的Q 点的过程中,杆对滑块b 做的功.图K1510课时作业(十五)1.D [解析] 物体的重力势能E p =mgh ,其中h 为物体到零势能面的高度,所以该小球落地时的重力势能E p =-mgh ,小球下落的始、末位置的高度差为H +h ,故重力做功为W =mg (H +h ),选项A 、B 、C 错误,选项D 正确.2.D [解析] 不计空气阻力,小球在斜上抛运动过程中只受重力作用,运动过程中小球的机械能守恒,则小球在B 点的机械能等于C 点的机械能,选项A 错误;小球在B 点的重力势能大于C 点重力势能,根据机械能守恒定律知,小球在B 点的动能小于在C 点的动能,选项B 错误;小球由A 到B 过程中,根据机械能守恒定律有mg ·2h +E k B =12mv 2,解得小球在B 点的动能为E k B =12mv 2-2mgh ,选项C 错误;小球由B 到C 过程中,根据机械能守恒定律有mg ·2h +E k B =mgh +E k C ,解得小球在C 点的动能为E k C =E k B +mgh =12mv 2-mgh ,选项D 正确.3.B [解析] 与排球从手中刚发出相比较,排球恰好到达球网上边缘时重力势能的增加量为mg (H -h )=0.6 J ,故A 错误;根据功能关系可得,排球恰好到达球网上边缘时的机械能为mgh +W 1-W 2=22 J ,故B 正确;由动能定理可知:排球恰好到达球网上边缘时的动能为W 1-W 2-mg (H -h )=15.28 J ,故C 错误;与排球从手中刚发出相比较,排球恰好到达球网上边缘时动能减少量为W 2+mg (H -h )=4.72 J ,故D 错误.4.B [解析] 四种情形中,甲、丙、丁到达最高点的速度为零,乙到达最高点的速度不为零.由机械能守恒定律知乙上升的最大高度小于甲、丙、丁.故以相同速率射出时,若只有一种情形不能到达天花板,该情形一定是乙.5.B [解析] 从开始下落到蹦极绳刚好被拉直阶段,由牛顿第二定律有mg -0.2mg =ma ,解得加速度a =0.8g .由L =12at 2解得t =5L2g,选项A 错误.当弹力和空气阻力的合力与重力平衡时速度最大,由F +0.2mg =mg 解得弹力F =0.8 mg .由胡克定律F =kx 解得弹性绳伸长x =4mg 5k ,从开始下落到速度最大时下落距离为L +x =L +4mg5k ,选项B 正确.弹性绳伸直后继续下落过程,人先做加速度逐渐减小到零的加速运动,后做加速度逐渐增大的减速运动,选项C 错误.从开始下落到速度最大的过程中,克服空气阻力做功,机械能损失ΔE =mg 5L +4mg5k,选项D 错误.6.D [解析] 根据F t 图像,t 1~t 2时间内,运动员在蹦床上,所受弹力F 在变化,说明运动员在蹦床上来回弹跳,运动员消耗了体能,增加了运动员和蹦床构成的系统的机械能,故选项A 错误;t 2~t 3时间内,运动员所受弹力F 为零,说明运动员已经离开蹦床,在空中运动,只有重力做功,机械能守恒,选项B 、C 错误;t 3~t 4时间内,运动员所受弹力F 开始小于其重力,由牛顿第二定律可知,运动员的加速度方向向下,处于失重状态,而后蹦床对运动员的弹力F 大于其重力,由牛顿第二定律可知,运动员的加速度方向向上,处于超重状态,故在此段时间内,运动员先失重后超重,选项D 正确.7.B [解析] 将轻杆从题图所示水平位置由静止释放,两小球和轻杆组成的系统机械能守恒,在A 球滑到N 点的过程中,系统重力势能减小量为ΔE p =4mg ·R2-mgR =mgR .两小球速度大小相等,设A 球滑到N 点时速度为v ,由机械能守恒定律,有ΔE p =12×4mv 2+12mv 2,解得v 2=0.4gR ,由功能关系可知,在A 球滑到N 点的过程中,轻杆对B 球做功为W B=12mv 2+mgR =1.2mgR ,选项B 正确. 8.AC [解析] 从M 点将小球由静止释放,在小球由M 点运动到N 点的过程中,由机械能守恒定律,有mgL =12mv 2N ,解得小球运动到N 点时的速度v N =2gL ,选项A 正确;在N点,由牛顿第二定律,有F m -mg =m v 2NL,解得绳子所能承受的最大拉力F m =3mg ,选项B 错误;设N 点离地面的高度为h ,由平抛运动规律可得2L =v N t ,h =12gt 2,联立解得h =L ,选项C 正确;若在ON 中点处钉一钉子,则小球在最低点N 时,有F -mg =m v 2NL2,解得F =5mg ,超过绳子所能承受的最大拉力,绳子一定会被拉断,选项D 错误.9.(1)6 m/s (2)6 N (3)8 m/s[解析] (1)小球通过最高点A 的临界条件是mg =mv 2AR 2解得小球经A 点的最小速度v A =gR 2=2 3 m/s 小球由O 到A 过程由机械能守恒定律得mg ·2R 1+12mv 2A =12mv 2解得v 0=6 m/s.(2)小球由O 到B 过程机械能守恒,则mgR 2+12mv 20=12mv 2B解得v B =215 m/s在B 点由牛顿第二定律得F N -mg =mv 2BR 2解得F N =6 N由牛顿第三定律得轨道受到的压力F ′N =F N =6 N.(3)小球恰能运动到C 处,即v C =0时初速度最小,小球由O 到C 过程由动能定理得mgR 2-μmgx BC =0-12mv ′2解得v ′=8 m/s.10.(1)2 N (2)0.194 4 J [解析] (1)当小球a 滑到与圆心O 等高的P 点时,小球a 的速度v 沿圆环切线方向向下,滑块b 的速度为零.由机械能守恒定律可得m a gR =12m a v 2解得v =2gR由牛顿第二定律可得F 向=m a v 2R=2 N.(2)杆与圆环相切时,如图所示,小球a 的速度v a 沿杆方向,设此时滑块b 的速度为v b ,根据杆不可伸长和缩短得v a =v b cos θ 由几何关系可得cos θ=ll 2+R 2=0.8则小球a 自P 点下降的高度h =R cos θ=0.24 m 小球a 和滑块b 组成的系统机械能守恒,有m a gh =12m a v 2a +12m b v 2b -12m a v 2解得v 2b =545 m 2/s 2对滑块b ,由动能定理得 W =12m b v 2b =0.194 4 J.。