2016版高一物理 专题05 动能定理暑假作业(含解析)
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高中物理动能与动能定理试题(有答案和解析)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,两物块A 、B 并排静置于高h=0.80m 的光滑水平桌面上,物块的质量均为M=0.60kg .一颗质量m=0.10kg 的子弹C 以v 0=100m/s 的水平速度从左面射入A ,子弹射穿A 后接着射入B 并留在B 中,此时A 、B 都没有离开桌面.已知物块A 的长度为0.27m ,A 离开桌面后,落地点到桌边的水平距离s=2.0m .设子弹在物块A 、B 中穿行时受到的阻力大小相等,g 取10m/s 2.(平抛过程中物块看成质点)求:(1)物块A 和物块B 离开桌面时速度的大小分别是多少; (2)子弹在物块B 中打入的深度;(3)若使子弹在物块B 中穿行时物块B 未离开桌面,则物块B 到桌边的最小初始距离.【答案】(1)5m/s ;10m/s ;(2)23.510B m L -=⨯(3)22.510m -⨯【解析】 【分析】 【详解】试题分析:(1)子弹射穿物块A 后,A 以速度v A 沿桌面水平向右匀速运动,离开桌面后做平抛运 动: 212h gt =解得:t=0.40s A 离开桌边的速度A sv t=,解得:v A =5.0m/s 设子弹射入物块B 后,子弹与B 的共同速度为v B ,子弹与两物块作用过程系统动量守恒:0()A B mv Mv M m v =++B 离开桌边的速度v B =10m/s(2)设子弹离开A 时的速度为1v ,子弹与物块A 作用过程系统动量守恒:012A mv mv Mv =+v 1=40m/s子弹在物块B 中穿行的过程中,由能量守恒2221111()222B A B fL Mv mv M m v =+-+① 子弹在物块A 中穿行的过程中,由能量守恒22201111()222A A fL mv mv M M v =--+②由①②解得23.510B L -=⨯m(3)子弹在物块A 中穿行过程中,物块A 在水平桌面上的位移为s 1,由动能定理:211()02A fs M M v =+-③子弹在物块B 中穿行过程中,物块B 在水平桌面上的位移为s 2,由动能定理2221122B A fs Mv Mv =-④ 由②③④解得物块B 到桌边的最小距离为:min 12s s s =+,解得:2min 2.510s m -=⨯考点:平抛运动;动量守恒定律;能量守恒定律.2.如图所示,不可伸长的细线跨过同一高度处的两个光滑定滑轮连接着两个物体A 和B ,A 、B 质量均为m 。
动能定理专项训练一、选择题1.有两个物体甲、乙,它们在同一直线上运动,两物体的质量均为m ,甲速度为v ,动能为E k ;乙速度为-v ,动能为E k ′,那么( )(A )E k ′=-E k(B )E k ′=E k(C )E k ′<E k(D )E k ′>E k2.甲、乙两个物体的质量分别为甲m 和乙m ,并且甲m =2 乙,它们与水平桌面的动摩擦因数相同,当它们以相同的初动能在桌面上滑动时,它们滑行的最大距离之比为( ). (A )1:1(B )2:1(C )1:2(D )2:13.两个物体a 和b ,其质量分别为m a 和m b ,且m a >m b ,它们的初动能相同.若它们分别受到不同的阻力F a 和F b 的作用,经过相等的时间停下来,它们的位移分别为s a 和s b ,则( ). (A )F a >F b ,s a >s b(B )F a >F b ,s a <s b (C )F a <F b ,s a >s b(D )F a <F b ,s a <s b4.一个小球从高处自由落下,则球在下落过程中的动能( ). (A )与它下落的距离成正比 (B )与它下落距离的平方成正比 (C )与它运动的时间成正比(D )与它运动的时间平方成正比5.质量为2kg 的物体以50J 的初动能在粗糙的水平面上滑行,其动能的变化与位移的关系如图所示,则物体在水平面上滑行的时间为( ). A 、5s B 、4s C 、s 22 D 、2s6.以速度v 飞行的子弹先后穿透两块由同种材料制成的平行放置的固定金属板,若子弹穿透两块金属板后的速度分别变为0.8v 和0.6v ,则两块金属板的厚度之比为( ). (A )1:1(B )9:7(C )8:6(D )16:97.质点只受的力F 作用,F 随时间变化的规律如图所示,力的方向始终在一直线上.已知t =0时质点的速度为零.在右图所示的t 1、t 2、t 3和t 4各时刻中,质点动能最大的时刻是( ). (A )t 1(B )t 2(C )t 3(D )t 48.在平直公路上,汽车由静止开始作匀加速运动,当速度达到某一值时,立即关闭发动机后滑行至停止,其v -t 图像如图5—22所示.汽车牵引力为F ,运动过程中所受的摩擦阻力恒为f ,全过程中牵引力所做的功为W 1,克服摩擦阻力所做的功为W 2,则下列关系中正确的是().(A )F :f =1:3 (B )F :f =4:1(C )W 1:W 2=1:1(D )W 1:W 2=1:39.一个物块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 ,克服摩擦阻力做功为2E .若小物块冲上斜面的初动能变为2E ,则有( ). (A )返回斜面底端时的动能为E(B )返回斜面底端时的动能为23E(C )返回斜面底端时的速度大小为2v (D )克服摩擦阻力做的功仍为2E10.质量为m 的小球被系在轻绳的一端,在竖直平面内作半径为R 的圆周运动.运动过程中,小球受到空气阻力的作用,在某一时刻小球通过轨道最低点时绳子的拉力为7mg ,此后小球继续作圆周运动,转过半个圆周恰好通过最高点,则此过程中小球克服阻力所做的功为( ).(A )mgR (B )2mgR (C )3mgR (D )4mgR11.一小球用轻绳悬挂在某固定点,现将轻绳水平拉直,然后由静止开始释放小球,考虑小球由静止开始运动到最低位置的过程().(A )小球在水平方向的速度逐渐增大 (B )小球在竖直方向的速度逐渐增大 (C )到达最低位置时小球线速度最大(D )到达最低位置时绳中的拉力等于小球重力12.如图所示,板长为L ,板的B 端静止放有质量为m 的小物体,物体与板的动摩擦因数为μ.开始时板水平,在缓慢转过一个小角度α的过程中,小物体保持与板相对静止,则在这个过程中().(A )摩擦力对小物体做功为μmgLcosα(1-cosα) (B )摩擦力对小物体做功为mgLsinα(1-cosα) (C )弹力对小物体做功为mgLcosαsinα (D )板对小物体做功为mgLsinα13.如图所示,物体自倾角为θ、长为L 的斜面顶端由静止开始滑下,到斜面底端时与固定挡板发生碰撞,设碰撞时无机械能损失.碰后物体又沿斜面上升,若到最后停止时,物体总共滑过的路程为s ,则物体与斜面间的动摩擦因数为( )(A )sLsin θ(B )θssin L (C )sLtan θ(D )θstan L二、填空题14.一个质量是2kg 的物体以3m /s 的速度匀速运动,动能等于______J .15.火车的质量是飞机质量的110倍,而飞机的速度是火车速度的12倍,动能较大的是______. 16.两个物体的质量之比为100:1,速度之比为1:100,这两个物体的动能之比为______.17.一个物体的速度从0增加到v ,再从v 增加到2v ,前后两种情况下,物体动能的增加量之比为______. 18.甲、乙两物体的质量之比为2:1m :m =乙甲,它们分别在相同力的作用下沿光滑水平面从静止开始作匀加速直线运动,当两个物体通过的路程相等时,则甲、乙两物体动能之比为______.19.自由下落的物体,下落1m 和2m 时,物体的动能之比是______;下落1s 和2s 后物体的动能之比是______.20.甲、乙两物体的质量比m 1:m 2=2:1,速度比v 1:v 2=1:2,在相同的阻力作用下滑行至停止时通过的位移大小之比为_____.21.一颗质量为10g 的子弹,射入土墙后停留在0.5m 深处,若子弹在土墙中受到的平均阻力是6400N .子弹射入土墙前的动能是______J ,它的速度是______m /s .22.质量为m 的物体,作加速度为a 的匀加速直线运动,在运动中连续通过A 、B 、C 三点,如果物体通过AB 段所用时间和通过BC 段所用的时间相等,均为T ,那么物体在BC 段的动能增量和在AB 段的动能增量之差为______.23.质量m =10kg 的物体静止在光滑水平面上,先在水平推力F 1=40N 的作用下移动距离s 1=5m ,然后再给物体加上与F 1反向、大小为F 2=10N 的水平阻力,物体继续向前移动s 2=4m ,此时物体的速度大小为______m /s .24.乌鲁木齐市达坂城地区风力发电网每台风力发电机4张叶片总共的有效迎风面积为s ,空气密度为ρ、平均风速为v .设风力发电机的效率(风的动能转化为电能的百分比)为η,则每台风力发电机的平均功率P =______.25.一人坐在雪橇上,从静止开始沿着高度为15m 的斜坡滑下,到达底部时速度为10m /s .人和雪橇的总质量为60kg ,下滑过程中克服阻力做的功等于______J (g 取10m /s 2) 三、应用题26.如图所示,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,测得停止处与开始运动处的水平距离为s,不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用,并认为斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同,求动摩擦因数μ.27.一颗质量m=10g的子弹,以速度v=600m/s从枪口飞出,子弹飞出枪口时的动能为多大?若测得枪膛长s=0.6m,则火药引爆后产生的高温高压气体在枪膛内对子弹的平均推力多大?28.一辆汽车质量为m,从静止开始起动,沿水平面前进了距离s后,就达到了最大行驶速度v.设汽max车的牵引力功率保持不变,所受阻力为车重的k倍,求:(1)汽车的牵引功率.(2)汽车从静止到开始匀速运动所需的时间.29.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s0的位置以v0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s30.在光滑水平面上有一静止的物体,现以水平恒力F1推这一物体,作用一段时间后,换成相反方向的水平恒力F2推这一物体.当F2作用时间与F1的作用时间相同时,物体恰好回到出发点,此时物体的动能为32J.求运动过程中F1和F2所做的功.参考答案1、B解析:动能是标量,由可得答案为B。
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。
高一物理动能定理试题答案及解析1.两个带等量正电的点电荷,固定在图中P、Q两点,MN为PQ连线的中垂线,交PQ于O点,A点为MN上的一点。
一带负电的试探电荷q,从A点由静止释放,只在静电力作用下运动.取无限远处的电势为零,则A.q由A向O的运动是匀加速直线运动B.q由A向O运动的过程电势能逐渐减小C.q运动到O点时的动能最大D.q运动到O点时电势能为零【答案】BC【解析】两等量正电荷周围部分电场线如右图所示,其中P、Q连线的中垂线MN上,从无穷远到O过程中电场强度先增大后减小,且方向始终指向无穷远方向.故试探电荷所受的电场力是变化的,q由A向O的运动做非匀加速直线运动,故A错误.电场力方向与AO方向一致,电场力做正功,电势能逐渐减小;故B正确.从A到O过程,电场力做正功,动能增大,从O到N过程中,电场力做负功,动能减小,故在O点试探电荷的动能最大,速度最大,故C正确.取无限远处的电势为零,从无穷远到O点,电场力做正功,电势能减小,则q运动到O点时电势能为负值,故D错误.【考点】考查了带电粒子在电场中的运动2.一汽车质量为2000kg,行驶时受到的阻力为车重的0.1倍。
若汽车以3000N的恒定牵引力在水平公路上从静止开始前进100m时关闭发动机。
求:(1)汽车前进100m时的速度;(2)汽车关闭发动机后还能滑行多远。
【答案】(1)v=10m/s(2)x=50m【解析】设汽车前进100m时的速度为v,则对汽车应用动能定理得:.......................① 4分代入数据解得:v=10m/s....... ..... ..② 1分设汽车关闭发动机后还能滑行的距离为x,则对汽车应用动能定理得:.......... ..... ..... ③ 4分代入数据解得:x=50m..... ..... ..... . ④ 1分【考点】考查了动能定理的综合应用3.中国著名篮球运动员姚明在一次投篮中对篮球做功为W,出手高度为h1,篮筐距地面高度为h2,球的质量为m。
【物理】物理动能与动能定理练习题含答案及解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1.如图所示,质量m =3kg 的小物块以初速度秽v 0=4m/s 水平向右抛出,恰好从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 平滑连接,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,轨道其他部分光滑。
最右侧是一个半径为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 点平滑连接。
已知重力加速度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L 0=6m ,求小物块通过C 点时对轨道的压力大小; (3)若小物块恰好能通过C 点,求MN 的长度L 。
【答案】(1)62N (2)60N (3)10m 【解析】 【详解】(1)物块做平抛运动到A 点时,根据平抛运动的规律有:0cos37A v v ==︒ 解得:04m /5m /cos370.8A v v s s ===︒小物块经过A 点运动到B 点,根据机械能守恒定律有:()2211cos3722A B mv mg R R mv +-︒= 小物块经过B 点时,有:2BNB v F mg m R-= 解得:()232cos3762N BNBv F mg m R=-︒+=根据牛顿第三定律,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,根据动能定理有:22011222C B mgL mg r mv mv μ--⋅=- 在C 点,由牛顿第二定律得:2CNC v F mg m r+=代入数据解得:60N NC F =根据牛顿第三定律,小物块通过C 点时对轨道的压力大小是60N(3)小物块刚好能通过C 点时,根据22Cv mg m r=解得:2100.4m /2m /C v gr s s ==⨯=小物块从B 点运动到C 点的过程,根据动能定理有:22211222C B mgL mg r mv mv μ--⋅=- 代入数据解得:L =10m2.如图所示,在娱乐节目中,一质量为m =60 kg 的选手以v 0=7 m/s 的水平速度抓住竖直绳下端的抓手开始摆动,当绳摆到与竖直方向夹角θ=37°时,选手放开抓手,松手后的上升过程中选手水平速度保持不变,运动到水平传送带左端A 时速度刚好水平,并在传送带上滑行,传送带以v =2 m/s 匀速向右运动.已知绳子的悬挂点到抓手的距离为L =6 m ,传送带两端点A 、B 间的距离s =7 m ,选手与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2,若把选手看成质点,且不考虑空气阻力和绳的质量.(g =10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:(1)选手放开抓手时的速度大小; (2)选手在传送带上从A 运动到B 的时间; (3)选手在传送带上克服摩擦力做的功. 【答案】(1)5 m/s (2)3 s (3)360 J 【解析】试题分析:(1)设选手放开抓手时的速度为v 1,则-mg (L -Lcosθ)=mv 12-mv 02,v 1=5m/s(2)设选手放开抓手时的水平速度为v 2,v 2=v 1cosθ① 选手在传送带上减速过程中 a =-μg② v =v 2+at 1③④匀速运动的时间t 2,s -x 1=vt 2⑤ 选手在传送带上的运动时间t =t 1+t 2⑥ 联立①②③④⑤⑥得:t =3s(3)由动能定理得W f =mv 2-mv 22,解得:W f =-360J 故克服摩擦力做功为360J . 考点:动能定理的应用3.如图所示是一种特殊的游戏装置,CD 是一段位于竖直平面内的光滑圆弧轨道,圆弧半径为10m ,末端D 处的切线方向水平,一辆玩具滑车从轨道的C 点处下滑,滑到D 点时速度大小为10m/s ,从D 点飞出后落到水面上的B 点。
考点:圆周运动、向心力、平抛运动、万有引力定律的应用、人造卫星、功和功率的计算、机械能守恒定律.新课标2016年高一物理暑假作业5一、选择题.1.(单项选择)关于匀速圆周运动的向心力,以下说法错误的选项是()A.向心力是指向圆心方向的合力,是依照力的作用成效命名的B.向心力能够是多个力的合力,也能够是其中一个力或一个力的分力C.对稳固的圆周运动,向心力是一个恒力D.向心力的成效是改变质点的线速度的方向2.(单项选择)关于运动的合成的说法中,正确的选项是()A.合运动的位移等于分运动位移的矢量和B.合运动的时刻等于分运动的时刻之和C.合运动的速度必然大于其中一个分运动的速度D.分运动是直线运动,那么合运动必是直线运动3.(单项选择)一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度慢慢减小,以下图中别离画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向,你以为正确的选项是()A .B.C.D.4.嫦娥一号月球探测器发射时在绕地球运行中,进行了四次变轨,其中有一次变轨是提高近地址的高度,使之从距地200km,上升到距地600km,如此既提高了飞船飞行高度,又减缓飞船通过近地址的速度,增加测控时刻,关于这次变轨,说法正确的选项是()A.变轨后探测器在远地址的加速度变大B.应在近地址向运动后方喷气C.应在远地址向运动后方喷气D.变轨后探测器的周期将变小5.天文学家新发觉了太阳系外的一颗行星.这颗行星的体积是地球的倍,质量是地球的25倍.已知近地卫星绕地球运动的周期约为h,引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,由此估算该行星的平均密度约为()A.1.8×103kg/m3 B.5.6×103kg/m3C.1.1×104kg/m3 D.2.9×104kg/m36.(单项选择)关于功率的概念,以下说法正确的选项是()A.功率大说明物体做功多 B.功率小说明物体做功少C.机械做功越多,其功率越大 D.机械做功越快,其功率越大7.(单项选择)如下图, 用一样的力F拉同一物体, 在甲(滑腻水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(滑腻斜面)、丁(粗糙斜面)上通过一样的距离,那么拉力F的做功情形是()A.甲中做功最少B.丁中做功最多C.做功一样多D.无法比较8.(多项选择)1998年7月4日,美国“火星探路者“宇宙飞船通过4亿多千米的航行,成功地登岸火星并释放了一个机械人在火星探察.“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行进程中,发觉A、B两颗天体各有一颗靠近表面飞行的卫星,并测得两颗卫星的周期相等,以下说法正确的选项是()A.天体A、B表面上物体的重力加速度与天体的半径成正比B.两颗卫星的线速度必然相等C.天体A、B的质量可能相等D.天体A、B的密度必然相等二.实验题.9.在做研究平抛运动的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。
动能和动能定理--高一物理专题练习(内容+练习)一、动能的表达式1.表达式:E k=12m v2.2.单位:与功的单位相同,国际单位为焦耳,符号为J.3.标矢性:动能是标量,只有大小,没有方向.二、动能定理1.内容:力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中动能的变化.2.表达式:W=12m v22-12m v12.如果物体受到几个力的共同作用,W即为合力做的功,它等于各个力做功的代数和.3.动能定理既适用于恒力做功的情况,也适用于变力做功的情况;既适用于直线运动,也适用于曲线运动.三.对动能定理的理解(1)在一个过程中合外力对物体做的功或者外力对物体做的总功等于物体在这个过程中动能的变化.(2)W与ΔE k的关系:合外力做功是物体动能变化的原因.①合外力对物体做正功,即W>0,ΔE k>0,表明物体的动能增大;②合外力对物体做负功,即W<0,ΔE k<0,表明物体的动能减小;如果合外力对物体做功,物体动能发生变化,速度一定发生变化;而速度变化动能不一定变化,比如做匀速圆周运动的物体所受合外力不做功.③如果合外力对物体不做功,则动能不变.(3)物体动能的改变可由合外力做功来度量.一、单选题1.如图所示,在光滑水平面上小物块在水平向右恒力1F作用下从静止开始向右运动,经时间t撤去1F,同时在小物块上施加水平向左的恒力2F,再经2t物块回到出发点,此时小物块的动能为k E,则以下说法正确的是()A .2145F F =B .12F F =C .1F 做的功为k49E D .2F 做功的为kE 【答案】C【解析】AB .设第一阶段的加速度为1a ,第二阶段的加速度为2a ,从静止出发到回到出发点对两个阶段列方程22112112422a t a t t a t ⎛⎫=-⋅- ⎪⎝⎭解得1254a a =根据牛顿第二定律得2154F F =故AB 错误;CD .由于12:4:5F F =所以二者做功之比为12:4:5W W =二者做功之和等于k E ,所以1F 做的功为k 49E ,2F 做的功为k 59E ,故C 正确,D 错误。
A1、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 : G 10J W mgh =-=-克服重力做功1G G 10J W W ==克(2) m 由A 到B ,根据动能定理2:2102J 2W mv ∑=-=(3) m 由A 到B :G F W W W ∑=+ F 12J W ∴=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:2201122mgh mv mv =-20m/s v ∴= (2) m 由A 到B ,根据动能定理3:22t 01122mgh W mv mv -=- 1.95J W ∴=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4:201050J 2W mv =-=(3b)球在运动员踢球的过程中,根据动能定理5:2211022W mv mv =-=1 不能写成:G10J W mgh ==. 在没有特别说明的情况下,G W 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 :A B →:k W E ∑=∆Q ”,其中k W E ∑=∆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.v mv 'O A →A B →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:2201122mgH mv mv =-v ∴(2)变力6. (3) m 由B 到C ,根据动能定理:2f 102mgh W mv +=-()2f 012W mv mg H h ∴=--+(3) m 由B 到C : f cos180W f h =⋅⋅o()2022mv mg H h f h++∴=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: 2111cos0cos18002Fs mgs mv μ+=-o o3.74m/s v ∴==(2) m 由1状态到3状态8:根据动能定理: 1cos0cos18000Fs mgs μ+=-o o100m s ∴=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也可以用第二段来算2s ,然后将两段位移加起来. 计算过程如下: m 由2状态到3状态:根据动能定理: 221cos18002mgs mv μ=-o270m s ∴=则总位移12100m s s s =+=.v t v vfA6、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: (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:f 00mgR W +=-f 8J W mgR ∴=-=-(2) m 由B 到C :f cos180W mg x μ=⋅⋅o0.2μ∴=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:2B 1cos18002mg l mv μ⋅⋅=-oB 2m/s v ∴=(2) m 由A 到B :根据动能定理:2f B 102mgR W mv +=- f 0.5J W ∴=- 克服摩擦力做功f 0.5J W W ==克f8、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θ,物体在斜面上运动的水平位移为1s ,在水平面上运动的位移为2s ,如图所示10.m 由A 到B :根据动能定理: 2cos cos180cos18000mgh mg l mgs μθμ+⋅⋅+⋅=-o o又1cos l s θ=Q 、12s s s =+ 则11:0h s μ-= 即: hsμ=9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。
高一下学期物理《动能定理》暑期作业1.下列各种物体的运动,动能保持不变的是( )A .物体做匀速直线运动B .物体做匀变速直线运动C .物体做匀速圆周运动D .物体做平抛运动2.关于动能的概念,下列说法正确的是( )A .速度时刻改变的物体,动能时刻在改变B .运动物体的质量越大,其动能一定越大C .速度较大的物体,具有的动能一定较大D .动能由物体的质量和速度共同决定3.某人将质量为5 kg 的铅球以10 m/s 的速度水平推出,设推球的平均作用力为500 N ,球在水平方向“向前滚动”的位移是6 m ,则人对球做功为( )A .3 000 JB .2 000 JC .1 000 JD .250 J4.物体在合外力作用下做直线运动的v t -图像如图所示,下列表述正确的是( )A .在0~1 s 内,合外力做正功B .在0~2 s 内,合外力总是做负功C .在1~2 s 内,合外力不做功D .在0~3 s 内,合外力总是做正功5.下列关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系正确的说法是( )A .如果物体所受合外力为零,则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做变速运动,动能一定发生变化D .物体的动能不变,所受合外力一定为零6.某人用力把质量为l kg 的物体由静止提高1 m ,使物体获得2 m/s 的速度,g 取10 m/s 2.则( )A .人对物体做的功为12 JB .合外力对物体做的功为2 JC .合外力对物体做的功为12 JD .物体克服重力做的功为10 J7.一木块沿着高度相同、倾角不同的三个斜面由顶端静止滑下,如图所示,若木块与各斜面间的动摩擦因数都相同,则滑到底端的动能大小关系是( )A .倾角大的动能最大B .倾角小的动能最大C .倾角等于45°的动能最大D .三者的动能一样大8.在平直公路上,汽车由静止开始匀加速运动,当速度达到max v 后立即关闭发动机直到停止,v t -图像如图所示,设汽车的引力为F ,摩擦力f ,全过程中牵引力做功1W ,克服摩擦力做功2W ,则( )A .:1:3F f =B .:1:4F f =C .12:1:1W W =D .12:1:3W W =9.某消防队员从一平台上跳下,下落2m 后双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5m ,在着地过程中地面对他双腿的平均作用力是自身重力的( )A .2倍B .5倍C .8倍D .10倍10.如图,质量为m 的物体以速度0v 竖直上抛,物体落回地面时的速度大小为034v ,如图所示,设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变,求:(1)物体运动过程中所受空气阻力的大小。
高中物理动能定理练习题及讲解### 高中物理动能定理练习题及讲解动能定理是物理学中描述物体动能变化的重要定理,它表明物体动能的变化等于作用在物体上的外力所做的功。
以下是几道关于动能定理的练习题,以及相应的讲解。
#### 练习题一一辆质量为1000kg的汽车以20m/s的速度行驶,突然刹车,经过10秒后速度减为0。
求汽车受到的平均阻力。
解答:设汽车受到的平均阻力为 \( F \) 。
根据动能定理,汽车动能的变化等于阻力做的功,即:\[ \Delta E_k = -W = -F \cdot s \]其中 \( \Delta E_k \) 为动能的变化量,\( W \) 为阻力做的功,\( s \) 为汽车的位移。
汽车的初始动能为 \( \frac{1}{2}mv^2 \),其中 \( m \) 为质量,\( v \) 为速度。
因此,动能的变化量为:\[ \Delta E_k = \frac{1}{2}m(0^2 - v^2) = -\frac{1}{2}mv^2 \]由于汽车速度从 \( v \) 减为0,所以 \( \Delta E_k = -\frac{1}{2} \times 1000 \times 20^2 \) J。
根据动能定理,我们有:\[ -\frac{1}{2} \times 1000 \times 20^2 = -F \cdot s \]汽车的位移 \( s \) 可以通过速度-时间公式 \( v = at \) 计算,其中 \( a \) 为加速度。
由于汽车做匀减速运动,\( a =\frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{0 - 20}{10} = -2 \) m/s²。
因此,\( s = \frac{1}{2}at^2 = \frac{1}{2} \times (-2) \times 10^2 \) m。
将 \( s \) 的值代入动能定理的公式中,我们可以求得 \( F \)。
专题05 动能定理【知识点梳理】 一、动能1.定义:物体由于运动而具有的能。
2.表达式:221mv E k =。
3.物理意义:动能是状态量,是标量。
(填“矢量”或“标量”) 4.单位:动能的单位是焦耳。
二、动能定理1.内容:在一个过程中合外力对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化。
2.表达式:21222121mv mv W -=3.物理意义:合外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,也可以不同时作用。
5.动能定理公式中等号表明合力做功与物体动能的变化之间的三个关系:(1)数量关系:即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系。
可以通过计算物体动能的变化,求合力的功,进而求得某一力的功。
(2)单位相同,国际单位都是焦耳。
(3)因果关系:合外力的功是引起物体动能变化的原因。
6.动能定理叙述中所说的“外力”,既可以是重力、弹力、摩擦力,也可以是电场力、磁场力或其他力。
7.动能定理中涉及的物理量有F 、x 、m 、v 、W 、E k 等,在处理含有上述物理量的问题时,优先考虑使用动能定理.1.如图所示,竖直放置的等螺距螺线管高为h ,该螺线管是用长为l 的硬质直管(内径远小于h )弯制而成。
一光滑小球从上端管口由静止释放,关于小球的运动,下列说法正确的是2.质量为60 kg的体操运动员,做“单臂大回环”,用一只手抓住单杠,伸展身体,以单杠为轴做圆周运动.如图所示,此过程中,运动员到达最低点时手臂受的拉力至少约为(忽略空气阻力,g=10 m/s2)()A.600 N B.2 400 N C.3 000 N D.3 600 N1.水平面上有一物体,受一水平方向的力的作用,由静止开始无摩擦地运动,经过路程S1,速度达到V,又经过路程S2,速度达到2V,则在S1和S2两段路程中该力所做功之比是()A.1:1 B.1:2 C. 1:3 D. 1:42.【2016年深圳市高三第一次调研考试理科综合测试】如图,电梯质量为M,地板上放置一个质量为m的物体,轻质钢索拉电梯由静止开始向上加速运动,当上升高度为H时,速度达到v,不计空气阻力,则A .钢索的拉力做功等于212Mv B .钢索对电梯及物体构成的系统做功等于21()2M m v + C .地板对物体的支持力做功等于212mv mgH + D .地板克服物体的重力做功的平均功率等于mgv3.如图3所示,重10 N 的滑块在倾角为30°的斜面上,从a 点由静止下滑,到b 点接触到一个轻弹簧.滑块压缩弹簧到c 点开始弹回,返回b 点离开弹簧,最后又回到a 点,已知ab =0.8 m ,bc =0.4 m ,那么在整个过程中下列说法正确的是,g 取10m/s 2( )A .滑块动能的最大值是6 JB .弹簧弹性势能的最大值是6 JC .从c 到b 弹簧的弹力对滑块做的功是6 JD .滑块和弹簧组成的系统整个过程机械能守恒4.有三个斜面A 、B 、C ,底边长与高度分别如图所示。
某物体与三个斜面间的动摩擦因数都相同,这个物体分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端。
三种情况相比较,下列说法正确的是( )A .物体损失的机械能ΔE c =2ΔE b =4ΔE aB .物体到达底端的动能E ka =2E kb =2E kcC .因摩擦产生的热量2Q a =2Q b =Q cD .因摩擦产生的热量4Q a =2Q b =Q c5.【常州市教育学会学业水平监测高三物理期末试卷】(多选)水平长直轨道上紧靠放置n 个质量为m 可看作质点的物块, 物块间用长为l 的细线连接,开始处于静止状态,轨道动摩擦力因数为μ.用水平恒力F 拉动1开始运动,到连接第n 个物块的线刚好拉直时整体速度正好为零,则( )A . 拉力F 所做功为nFlB . 系统克服摩擦力做功为n (n-1) μmgl/2C . F>n μmg/2D . n μmg >F>(n -1)μmg6.运输人员要把质量为m ,体积较小的木箱拉上汽车。
现将长为L 的木板搭在汽车尾部与地面间构成一固定斜面,然后把木箱沿斜面拉上汽车。
斜面与水平地面成30°角,拉力与斜面平行。
木箱与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g 。
则将木箱运上汽车,拉力至少做功 A .32μmgL B .mg L 2 C .12mgL (1+3μ) D .μmgL +12mgL7.如图所示,A 、B 质量相等,它们与地面间的动摩擦因数也相等,且F A =F B ,如果A 、B由静止开始运动相同的距离,那么A .F A 对A 做的功与FB 对B 做的功相同;B .F A 对A 做功的平均功率大于F B 对B 做功的平均功率;C .到终点时物体A 获得的动能大于物体B 获得的动能;D .到终点时物体A 获得的动能小于物体B 获得的动能。
8.如图所示,在距地面高为H =45m 处,某时刻将一小球A 以初速度V 0=40m/s 水平抛出,与此同时,在A 的正下方有一物块B 也以相同的初速度沿水平地面同方向滑出,B 与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.4,A 、B 均可视为质点,空气阻力不计,(g 取10 m/s 2)求:(1)A 球落地时的速度大小; (2)A 球落地时,A 、B 之间的距离。
…太阳能帆板太阳能是航天器上广泛应用的能源,航天器上的仪器设备多数是靠电来工作的,太阳能电池帆板就是将太阳的光能转换成电能的装置。
它的面积很大,像翅膀一样在航天器的两边展开,其上贴有半导体硅片或砷化镓片,靠他们将太阳光的光能转换成电能。
早期航天器上的太阳能电池阵设置在航天器的外表面上,后来由于航天器用电量需求的增加,才发展成巨大的帆板,而且这种帆板的面积在不断的增大。
专题05 动能定理1.【答案】C 【解析】试题分析:根据动能定理得,22111220W mv mv -==,()22221122232W m v mv mv -==,可知W 1:W 2=1:3.故C 正确,ABD 错误.故选C.考点:动能定理2.C 【解析】根据动能定理可知,钢索的拉力做功等于21()2M m v M m gh +++(),选项AB 错误;对物体:212N W m g H m v -=,解得212N W mv mgH =+,选项C 正确;地板克服物体的重力做功的平均功率等于2v P mg =,选项D 错误;故选C. 考点:动能定理;平均功率3.【答案】BCD 【解析】试题分析:当滑块的合力为0时,滑块速度最大,设滑块在d 点合力为0,d 点在b 和c 之间.滑块从a 到d ,运用动能定理得:mgh ad +W 弹=E Kd -0,mgh ad <6J ,W 弹<0,所以E Kd <6J ,故A 错误.滑块从a 到c ,运用动能定理得:mgh ac +W 弹′=0-0,解得:W 弹′=-6J .弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化,所以整个过程中弹簧弹性势能的最大值为6J .故B 正确.从c 点到b 点弹簧的弹力对滑块做功与从b 点到c 点弹簧的弹力对滑块做功大小相等,根据B 选项分析,故C 正确.整个过程中弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒,没有与系统外发生能量转化,故D 正确.故选BCD 。
考点:动能定理 4.【答案】C 【解析】试题分析:设斜面和水平方向夹角为θ,斜面长度为X ,则物体下滑过程中克服摩擦力做功为:W=mg μXc o s θ,Xc o s θ即为底边长度.物体下滑,除重力外有摩擦力做功,根据能量守恒,损失的机械能 转化成摩擦产生的内能.由图可知a 和b 底边相等且等于c 的一半,故摩擦生热关系为:12a b c Q Q Q ==,所以损失的机械能12a b c E E E == 故A 错误.重力势能跟高度有关,b 、c 的高度相等,a 的高度是b 、c的2倍,所以物体减少的重力势能2△E p c =2△E p b =△E p a ,故A 错误.设物体滑到底端时的速度为v ,根据动能定理得:2102mgH mg Xcos mv μθ-=-,E ka =2mgh -mg μL ,E kb =mgh -mg μL ,E kc =mgh -mg μ•2L,根据图中斜面高度和底边长度可知滑到底边时动能大小关系为: E ka >E Kb >E kc ,故B 错误.克服摩擦力所做功等于因摩擦产生热量,所以2Q a =2Q b =Q c ,故C 正确,D 错误,故选C 。
考点:动能定理的应用6.【答案】C【解析】试题分析:根据动能定理可知,将木箱运上汽车的过程满足:sin30cos300F W mgL mg μ--=o o ,解得1(1) 2F W mgL =,故选C. 考点:动能定理 7.【答案】ABC 【解析】试题分析:根据W=F xc o s α可知,F A 对A 做的功与F B 对B 做的功相同,选项A 正确;A 中物体的加速度cos (sin )A F mg F a mαμα--=;B 中物体的加速度cos (sin )B F mg F a m αμα-+=,故a A >a B ,根据212x at =可知t A <t B ,根据WP t=可知F A 对A 做功的平均功率大于F B 对B 做功的平均功率,选项B 正确;根据动能定理,A 图中:(sin )F kA W mg F x E μθ--=∆;B 图中:(sin )F kB W mg F x E μθ-+=∆,可知到终点时物体A 获得的动能大于物体B 获得的动能,选项C 正确,D 错误;故选ABC.考点:功;动能定理;牛顿第二定律的应用 8.【答案】(1)50/m s (2)18m 【解析】试题分析:(1)对于A 球:根据动能定理(或机械能守恒)得:2201122mgH mv mv =-得到 50/v m s ==即A 球落地时的速度大小为50m/s .(2)A 球做平抛运动,由212A H gt =,得到:3A t s ==, 故水平分位移为0403120A s v t m m ==⨯=B 滑行的加速度大小为 20.4104/f mga g m s m m μμ====⨯= B 滑行的时间为040104B v t s s a ===所以当小球A 落地时物体B 还在运动得到A 落地时B 滑行的距离为220114034310222B A A s v t at m =-=⨯-⨯⨯= 故AB 间距12010218AB A B s s s m m =-=-=,即A 球落地时,A 、B 之间的距离为18m 考点:考查了平抛运动,动能定理.。