人教版高中物理必修二第七节 动能和动能定理经典试题
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高中物理必修二《动能、动能定理》典型题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.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 .v mv 'O A→A B →3、(1)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?3、(2)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?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.v t v v5、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 .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:(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.f7、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/s2),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.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v0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.10、汽车质量为m = 2×103kg ,沿平直的路面以恒定功率20kW 由静止出发,经过60s ,汽车达到最大速度20m/s. 设汽车受到的阻力恒定. 求: (1)阻力的大小.(2)这一过程牵引力所做的功. (3)这一过程汽车行驶的距离.11.AB 是竖直平面内的四分之一圆弧轨道,在下端B 与水平直轨道相切,如图所示。
高中物理学习材料桑水制作第七节 动能和动能定理经典试题例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。
例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/s 2)例3 一质量为0.3㎏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例4 在h 高处,以初速度v 0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 v 20+B. gh v 20-C. gh v 220+ D. gh v 220-hH2-7-2例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 cosθB. mgl(1-cosθ)C. Fl cosθD.Flsinθ例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________.例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v0=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。
(答题时间:20分钟) 1. 某人用手托着质量为m 的物体,从静止开始沿水平方向运动,前进距离l 后,速度为v (物体与手始终相对静止),物体与手掌之间的动摩擦因数为μ,则人对物体做的功为( )A. mglB. 0C. μmglD.12mv 2 2. 子弹的速度为v ,打穿一块固定的木块后速度刚好变为零,若木块对子弹的阻力为恒力,那么当子弹射入木块的深度为其厚度的一半时,子弹的速度是( )A.2v C.3v D.4v 3. 在地面上某处将一金属小球竖直向上抛出,上升一定高度后再落回原处,若不考虑空气阻力,则下列图象能正确反映小球的速度、加速度、位移和动能随时间变化关系的是(取向上为正方向)( )4. 一人乘竖直电梯从1楼到12楼,在此过程中经历了先加速,后匀速,再减速的运动过程,则下列说法正确的是( )A. 电梯对人做功情况是:加速时做正功,匀速时不做功,减速时做负功B. 电梯对人做功情况是:加速和匀速时做正功,减速时做负功C. 电梯对人做的功等于人动能的增加量D. 电梯对人做的功和重力对人做的功的代数和等于人动能的增加量5. 关于运动物体所受的合外力、合外力做的功及动能变化的关系,下列说法正确的是( )A. 合外力为零,则合外力做功一定为零B. 合外力做功为零,则合外力一定为零C. 合外力做功越多,则动能一定越大D. 动能不变,则物体合外力一定为零6. 人通过滑轮将质量为m 的物体,沿粗糙的斜面从静止开始匀加速地由底端拉到斜面顶端,物体上升的高度为h ,到达斜面顶端时的速度为v ,如图所示,则在此过程中( )A. 物体所受的合外力做的功为mgh +12mv 2B. 物体所受的合外力做的功为12mv 2 C. 人对物体做的功为mghD. 人对物体做的功大于mgh 7. 将一个物体以初动能E 0竖直向上抛出,落回地面时物体的动能为02E ,设空气阻力大小恒定,若将它以初动能4E 0竖直上抛,则它在上升到最高点的过程中,重力势能变化了( )A. 3E 0B. 2E 0C. 1.5E 0D. E 01. D 解析:由动能定理直接判定0212-=mv W ,因不清楚物体与手之间的静摩擦力变化关系,故无法用力与位移之积表示。
第七章 第7节1.(多选)关于动能,下列说法正确的是( )A .动能是普遍存在的机械能的一种基本形式,凡是运动的物体都具有动能B .动能总是正值,但对于不同的参考系,同一物体的动能大小是不同的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 解析: 选项 内容分析结论 A 动能是由于物体的运动而具有的能量 √ B E k =12m v 2,v 与参考系的选取有关√ C 当速度方向变化时,若大小不变,则动能就不变 √ D匀速圆周运动的物体动能不变,但并不是处于平衡状态×2.关于动能,下列说法正确的是( ) A .物体由于运动而具有的能叫作动能 B .运动物体具有的能叫动能C .运动物体的质量越大,其动能一定越大D .速度较大的物体,具有的动能一定较大解析:物体由于运动而具有的能叫动能,但是运动的物体可以具有多种能量,如重力势能、内能等,故选项A 正确,选项B 错误;由公式E k =12m v 2可知,动能既与m 有关,又与v 有关,选项C 、D 错误.答案:A3. (多选)质点在恒力作用下,从静止开始做匀加速直线运动,则质点的动能( ) A .与它通过的位移成正比 B .与它通过的位移的平方成正比 C .与它运动的时间成正比D .与它运动的时间的平方成正比解析:由动能定理得Fs =12m v 2,运动的位移s =12at 2,由题意知E k =Fs =12Fat 2,质点的动能在恒力F 一定的条件下与质点的位移成正比,与物体运动的时间的平方成正比.答案:AD4.一质量为1 kg 的滑块,以6 m /s 的初速度在光滑的水平面上向左滑行.从某一时刻起在滑块上施加一个向右的水平力,经过一段时间后,滑块的速度方向变成向右,大小仍为6 m/s.则在这段时间里水平力对物体所做的功是( )A .0B .9 JC .18 JD .无法确定解析:动能的大小与速度的方向无关,在这段时间里滑块的动能大小没有发生变化.据动能定理,W =12m v 22-12m v 21=0.所以选项A 正确. 答案:A5.物体从高出地面H 处由静止自由落下,不考虑空气阻力,落至沙坑表面后又进入沙坑h 深度停止(如图所示).求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍?解析:法一:选物体为研究对象,先研究自由落体过程,只有重力做功,设物体质量为m ,落到沙坑表面时速度为v ,根据动能定理,有mgH =12m v 2-0①再研究物体在沙坑中的运动过程,此过程重力做正功,阻力F 做负功,根据动能定理有mgh -Fh =0-12m v 2②由①②式解得F mg =H +hh可见物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的H +hh倍.法二:研究物体运动的全过程,重力所做的功为mg (H +h ),阻力做的功为-Fh ,初末状态物体的动能都是零,根据动能定理,有mg (H +h )-Fh =0 解得F mg =H +h h可见物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的H +h h 倍.答案:H +h h。
第七章机械能守恒定律第七节动能和动能定理1.关于动能定理,下列说法中正确的是()A.某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和B.只要合外力对物体做功,物体的动能就一定改变C.在物体动能不改变的过程中,动能定理不适用D.动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程2.下列关于运动物体所受的合力、合力做功和动能变化的关系,正确的是()A.如果物体所受的合力为零,那么合力对物体做的功一定为零B.如果合力对物体做的功为零,则合力一定为零C.物体在合力作用下做匀变速直线运动,则动能在一段过程中变化量一定不为零D.如果物体的动能不发生变化,则物体所受合力一定是零3.一质量为m的滑块,以速度v在光滑水平面上向左滑行,从某一时刻起,在滑块上作用一向右的水平力,经过一段时间后,滑块的速度变为-2v(方向与原来相反),在这段时间内,水平力所做的功为()A.32m v2B.-32m v2 C.52m v2D.-52m v24.甲、乙两个质量相同的物体,用大小相等的力F分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离s,如图所示,甲在光滑面上,乙在粗糙面上,则下列关于力F对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是()A.力F对甲物体做功多B.力F对甲、乙两个物体做的功一样多C.甲物体获得的动能比乙大D.甲、乙两个物体获得的动能相同5.有一质量为m的木块,从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点,如图所示,如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变,则以下叙述正确的是()A.木块所受的合力为零B.因木块所受的力都不对其做功,所以合力做的功为零C.重力和摩擦力做的功代数和为零6.物体在合外力作用下做直线运动的v-t图象如图所示.下列表述正确的是()A.在0~1 s内,合力做正功B.在0~2 s内,合力总是做负功C.在1~2 s内,合力不做功D.在0~3 s内,合力总是做正功7.如图所示,一个小环沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动.小环从最高点A滑到最低点B的过程中,小环线速度大小的平方v2随下落高度h的变化图象可能是图中的() 8.如图所示,一物体由A点以初速度v0下滑到底端B,它与挡板B做无动能损失的碰撞后又滑回到A点,其速度正好为零.设A、B两点高度差为h,则它与挡板碰前的速度大小为()A. 2gh+v20 4B.2ghC. 2gh+v20 2D.2gh+v209.质量为m的小球用长度为L的轻绳系住,在竖直平面内做圆周运动,运动过程中小球受空气阻力作用.已知小球经过最低点时轻绳受的拉力为7mg,经过半周小球恰好能通过最高点,则此过程中小球克服空气阻力做的功为()A.mgL4 B.mgL3 C.mgL2D.mgL10.物体沿直线运动的v-t图象如图所示,已知在第1秒内合力对物体做功为W,则() A.从第1秒末到第3秒末合力做功为4WB.从第3秒末到第5秒末合力做功为-2WC.从第5秒末到第7秒末合力做功为WD.从第3秒末到第4秒末合力做功为-0.75W11.对于动能的理解,下列说法错误的是()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.动能总为正值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12.关于动能,下列说法正确的是()A.公式E k=12m v2中的速度v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.物体以相同的速率向东和向西运动,动能的大小相等但方向不同D.物体以相同的速率做匀速直线运动和曲线运动,其动能不同13.一质量为0.1 kg的小球,以5 m/s的速度在光滑水平面上匀速运动,与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹,若以弹回的速度方向为正方向,则小球碰墙过程中的速度变化和动能变化分别是()A.Δv=10 m/s B.Δv=0 C.ΔE k=1 J D.ΔE k=014.一质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点.第一次小球在水平拉力F1作用下,从平衡位置P点缓慢地移到Q点,此时绳与竖直方向夹角为θ(如图所示),在这个过程中水平拉力做功为W1.第二次小球在水平恒力F2作用下,从P点移到Q点,水平恒力做功为W2,重力加速度为g,且θ<90°,则()A.W1=F1lsin θ,W2=F2lsin θB.W1=W2=mgl(1-cos θ)C.W1=mgl(1-cos θ),W2=F2lsin θD.W1=F1lsin θ,W2=mgl(1-cos θ)15.一物体做变速运动时,下列说法正确的有()A.合力一定对物体做功,使物体动能改变B.物体所受合力一定不为零C.合力一定对物体做功,但物体动能可能不变D.物体加速度一定不为零16.一辆汽车以v1=6 m/s的速度沿水平路面行驶时,急刹车后能滑行s1=3.6 m,如果以v2=8 m/s的速度行驶,在同样的路面上急刹车后滑行的距离s2应为()A.6.4 m B.5.6 m C.7.2 m D.10.8 m17.如图所示,AB为固定在竖直平面内的14光滑圆弧轨道,轨道的B点与水平地面相切,其半径为R.质量为m的小球由A点静止释放,求:(1)小球滑到最低点B时,小球速度v的大小;(2)小球刚到达最低点B时,轨道对小球支持力F N的大小;(3)小球通过光滑的水平面BC滑上固定曲面,恰达最高点D,D到地面的高度为h(已知h<R),则小球在曲面上克服摩擦力所做的功Wf.18.如图所示,在距沙坑表面高h=8 m处,以v0=22 m/s的初速度竖直向上抛出一质量m=0.5 kg的物体,物体落到沙坑并陷入沙坑d=0.3 m深处停下.若物体在空中运动时的平均阻力是重力的0.1倍(g=10 m/s2).求:(1)物体上升到最高点时离开沙坑表面的高度H;(2)物体在沙坑中受到的平均阻力F是多少?19.如图所示,滑雪者从高为H的山坡上A点由静止下滑,到B点后又在水平雪面上滑行,最后停止在C点.A、C两点的水平距离为s,求滑雪板与雪面间的动摩擦因数μ.20.如图所示,一辆汽车通过图中的细绳拉起井中质量为m的重物.开始时汽车在A点,绳子已拉紧且竖直,左侧绳长为H.汽车加速向左运动,沿水平方向从A经过B.求汽车由A移动到B的过程中,驶向C,且A、B间的距离也为H,汽车过B点时的速度为v绳的拉力对重物做的功.设绳和滑轮的质量及摩擦力不计,滑轮、汽车的大小都不计.【参考答案】1.B2.A3.A4.BC5.C6.A7.AB8.C9.C10.CD11.D12.AB13.AD14.C15.BD16.A17.(1)2gR(2)3mg(3)mg(R-h)18.(1)30 m(2)455 N19.μ=H s20.(2-1)mgH+14m v2。
7.7《动能和动能定理》同步练习(含答案)一、多选题1.质量为1kg的物体以某一初速度在水平面上滑行,由于摩擦阻力的作用,其动能随位移变化的图线如图所示,g取10m/s2,则以下说法中正确的是()A.物体与水平面间的动摩擦因数为0.4B.物体与水平面间的动摩擦因数为0.25C.物体滑行的总时间为4sD.物体滑行的总时间为2.5s2.一个质量为0.3 kg的弹性小球,在光滑水平面上以6 m/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=0B.Δv=12 m/s C.W=0D.W=10.8 J3.如右图所示质量为M的小车放在光滑的水平而上,质量为m的物体放在小车的一端.受到水平恒力F作用后,物体由静止开始运动,设小车与物体间的摩擦力为f,车长为L,车发生的位移为S,则物体从小车一端运动到另一端时,下列说法正确的是A .物体具有的动能为(F -f )(S +L )B .小车具有的动能为fSC .物体克服摩擦力所做的功为f (S +L )D .这一过程中小车和物体组成的系统机械能减少了fL4.如图甲所示,质量为0.1 kg 的小球从最低点A 冲入竖直放置在水平地面上、半径为0.4 m 的半圆轨道,小球速度的平方与其高度的关系图象如图乙所示。
已知小球恰能到达最高点C ,轨道粗糙程度处处相同,空气阻力不计。
g 取10 m/s 2,B 为AC 轨道中点。
下列说法正确的是( )A .图乙中x =4 m 2s -2B .小球从B 到C 损失了0.125 J 的机械能C .小球从A 到C 合外力对其做的功为-1.05JD .小球从C 抛出后,落地点到A 的距离为0.8 m5.如图所示,质量为m 的物体在粗糙水平传送带上由静止释放,传送带由电动机带动,始终保持以速度v 匀速运动,物体过一会儿能保持与传送带相对静止,对于物体从静止释放到相对静止这一过程,下列说法正确的是( )A .传送带克服摩擦力做功为212mvB .摩擦产生的热为212mv C .传送带对物体做功为212mv D .电动机多做的功为212mv二、单选题6.下列说法中,正确的是( )A.一定质量的物体,动能不变,则其速度一定也不变B.一定质量的物体,速度不变,则其动能也不变C.一定质量的物体,动能不变,说明物体运动状态没有改变D.一定质量的物体,动能不变,说明物体所受的合外力一定为零7.从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的三个小球,一个竖直上抛,一个竖直下抛,另一个平抛,则它们从抛出到落地①运行的时间相等①加速度相同①落地时的速度相同①落地时的动能相等,以上说法正确的是A.①①B.①①C.①①D.①①8.有一质量为m的木块,从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点,如图所示.如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变,则以下叙述正确的是()A.木块所受的合外力为零B.因木块所受的力都不对其做功,所以合外力做的功为零C.重力和摩擦力的合力做的功为零D .重力和摩擦力的合力为零9.在下列几种情况中,甲、乙两物体的动能相等的是( )A .甲的速度是乙的2倍,甲的质量是乙的12B .甲的质量是乙的2倍,甲的速度是乙的12 C .甲的质量是乙的12倍,甲的速度是乙的12D .质量相同,速度大小也相同,但甲向东运动,乙向西运动10.质量为10kg 的物体,在变力F 的作用下沿x 轴做直线运动,力F 随位移x 的变化情况如图所示。
第七章机械能守恒定律第七节动能和动能定理A级抓基础1.关于对动能的理解,下列说法不正确的是()A.凡是运动的物体都具有动能B.动能总是正值C.一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化D.一定质量的物体,速度变化时,动能一定变化解析:只要物体运动,则物体一定具有动能,故A正确;动能是标量,表示大小,故动能均为正值,故B正确;由动能的定义可知,一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,故C正确;速度为矢量,速度的变化可能是速度方向在变化,故一定质量的物体,速度变化时,动能可能不变化,故D错误.答案:D2.(多选)一物体在运动过程中,重力做了-2 J的功,合力做了4 J的功,则()A.该物体动能减少,减少量等于4 JB.该物体动能增加,增加量等于4 JC.该物体重力势能减少,减少量等于2 JD.该物体重力势能增加,增加量等于2 J解析:重力做负功,重力势能增加,增加量等于克服重力做的功,选项C错误,选项D正确;根据动能定理得该物体动能增加,增加量为4 J,选项A错误,选项B正确.答案:BD3.一质量为m 的滑块,以速度v 在光滑水平面上向左滑行,从某一时刻起,在滑块上作用一向右的水平力,经过一段时间后,滑块的速度变为-2v (方向与原来相反),在这段时间内,水平力所做的功为( )A.32m v 2 B .-32m v 2 C.52m v 2 D .-52m v 2 解析:W =E k2-E k1=12m v 22-12m v 21=32m v 2,选项A 正确. 答案:A4.(多选)一人用力把质量为1 kg 的物体由静止提高1 m ,使物体获得2 m/s 的速度(g =10 m/s 2),则下述结论正确的是( )A .人对物体做的功为10 JB .物体动能增加2 JC .合外力对物体做的功为12 JD .物体重力势能增加10 J解析:重力做功W G =-mgh =-10 J ,即重力势能增加10 J ,选项D 对;由动能定理:W F -mgh =12m v 2,W F =12 J ,即人对物体做功12 J ,选项A 错误;由动能定理知W 合=12m v 2=12×1×22 J =2 J ,选项B 正确,C 错误.答案:BD5.物体在水平恒力F 作用下,在水平面上由静止开始运动.当位移为s 时撤去F ,物体继续前进3s 后停止运动.若路面情况相同,则物体的摩擦力和最大动能分别是( )A.f=F3,E kmax=4Fs B.f=F3,E kmax=FsC.f=F4,E kmax=Fs3D.f=F4,E kmax=3Fs4解析:对全过程由动能定理知Fs-f(4s)=0,解得f=F4,对于拉力撤去前的过程由动能定理知Fs-fs=E kmax,解得E kmax=3Fs4,故选项D正确.答案:D6.(多选)质量为m的物体,从静止开始以a=12g的加速度竖直向下运动h米,下列说法中正确的是()A.物体的动能增加了12mghB.物体的动能减少了12mghC.物体的势能减少了12mghD.物体的势能减少了mgh解析:物体的合力为ma=12mg,向下运动h米时合力做功12mgh,根据动能定理物体的动能增加了12mgh,A对,B错;向下运动h米过程中重力做功mgh,物体的势能减少了mgh,C错,D对.答案:ADB级提能力7.如图所示,一物体由A点以初速度v0下滑到底端B,它与挡板B做无动能损失的碰撞后又滑回到A点,其速度正好为零.设A、B两点高度差为h,则它与挡板碰前的速度大小为()A. 2gh +v 204B.2ghC. 2gh +v 202D.2gh +v 20解析:设整个滑动过程中物体所受摩擦力大小为F f (此力大小不变,下滑时方向向上,上滑时方向向下),斜面长为s ,则对物体由A →B →A 的整个过程运用动能定理,得-2F f s =-12m v 20.同理,对物体由A 到B 运用动能定理,设物体与挡板碰前速度为v ,则mgh -F f s =12m v 2-12m v 20,解得v =2gh +v 202,C 正确. 答案:C8.如图所示,质量为m 的物块与水平转台之间的动摩擦因数为μ,物块与转台转轴相距R .物块随转台由静止开始转动并计时,在t 1时刻转速达到n ,物块即将开始滑动.保持转速n 不变,继续转动到t 2时刻.则( )A .在0~t 1时间内,摩擦力做功为零B .在0~t 1时间内,摩擦力做功为12μmgR C .在0~t 1时间内,摩擦力做功为2μmgRD .在t 1~t 2时间内,摩擦力做功为2μmgR解析:在0~t1时间内,转速逐渐增加,故物体的速度逐渐增加,最大静摩擦力提供向心力μmg=m v2R,解得v=μgR,①由动能定理可知,物体做加速圆周运动过程W f=12m v2,②由①②两式解得W f=12mμgR,故A、C错误,B正确.在t1~t2时间内,物体的线速度不变,摩擦力只提供向心力,根据动能定理可知摩擦力做功为零,故D错误.答案:B9.物体在恒定阻力作用下,以某初速度在水平面上沿直线滑行直到停止,以a、E k、x和t分别表示物体运动的加速度大小、动能、位移的大小和运动的时间.则下列图象中,能正确反映这一过程的是()解析:物体在恒定阻力作用下运动,其加速度不变,选项A、B 错误;由动能定理,-fx=E k-E k0,解得E k=E k0-fx,选项C正确.x=v0t-12at2,则E k=E k0-f⎝⎛⎭⎪⎫v0t-12at2,选项D错误.答案:C10.如图所示,AB为固定在竖直平面内的14光滑圆弧轨道,轨道的B点与水平地面相切,其半径为R,质量为m的小球由A点静止释放.(1)求小球滑到最低点B时,小球速度v的大小;(2)小球通过光滑的水平面BC滑上固定曲面,恰达最高点D,D 到地面的高度为h(已知h<R),求小球在曲面上克服摩擦力所做的功W f.解析:(1)小球从A滑到B的过程中,由动能定理得:mgR=12m v2B-0.解得:v B=2gR.(2)从A到D的过程,由动能定理可得:mg(R-h)-W f=0-0,则克服摩擦力做的功W f=mg(R-h).答案:(1)2gR(2)mg(R-h)11.如图所示,竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成,AB恰与圆弧CD在C点相切,轨道固定在水平面上.一个质量为m的小物块(可视为质点)从轨道的A 端以初动能E冲上水平轨道AB,沿着轨道运动,由DC弧滑下后停在水平轨道AB的中点.已知水平轨道AB长为L(注意:图中v0是未知的).(1)求小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ.(2)若圆弧轨道的半径R=E3mg,增大小物块的初动能,使得小物块冲出D点后可以再上升的高度是0.5R,则:①求小物块的初动能E′;②若小物块最后停在水平轨道上,小物块将停在何处(用离B点的距离表示)?解析:(1)小物块最终停在AB 的中点,全过程由动能定理得:-μmg ⎝ ⎛⎭⎪⎫L +12L =0-E ,解得μ=2E 3mgL . (2)①设小物块以初动能E ′冲上轨道,可以达到最大高度是1.5R ,由动能定理得-μmgL -1.5mgR =0-E ′,故E ′=76E . ②设小物块最后停在离B 点x 远处,由动能定理得1.5mgR -μmgx =0,故x =34L . 答案:(1)2E 3mgL (2)①76E ②34L。
7.7 动能和动能定理1.关于做功和物体动能变化的关系,不正确的是()A.只有动力对物体做功时,物体的动能增加B.只有物体克服阻力做功时,它的功能减少C.外力对物体做功的代数和等于物体的末动能和初动能之差D.动力和阻力都对物体做功,物体的动能一定变化2.下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系正确的是().A.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作变速运动,动能一定变化D.物体的动能不变,所受的合外力必定为零3.两个材料相同的物体,甲的质量大于乙的质量,以相同的初动能在同一水平面上滑动,最后都静止,它们滑行的距离是().A.乙大B.甲大C.一样大D.无法比较4.一个物体沿着高低不平的自由面做匀速率运动,在下面几种说法中,正确的是().A.动力做的功为零B.动力做的功不为零C.动力做功与阻力做功的代数和为零 D.合力做的功为零5.放在水平面上的物体在一对水平方向的平衡力作用下做匀速直线运动,当撤去一个力后,下列说法中错误的是().A.物体的动能可能减少B.物体的动能可能增加C.没有撤去的这个力一定不再做功 D.没有撤去的这个力一定还做功6.如图所示,质量为m的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动,拉力为某个值F时,转动半径为B,当拉力逐渐减小到了F/4时,物体仍做匀速圆周运动,半径为2R,则外力对物体所做的功大小是().A、FR/4B、3FR/4C、5FR/2D、零7. 一物体质量为2kg,以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行。
从某时刻起作用一向右的水平力,经过一段时间后,滑块的速度方向变为水平向右,大小为4m/s,在这段时间内,水平力做功为()A. 0B. 8JC. 16JD. 32J8.质量为 5×105kg的机车,以恒定的功率沿平直轨道行驶,在3minl内行驶了1450m,其速度从10m/s 增加到最大速度15m/s.若阻力保持不变,求机车的功率和所受阻力的数值.9.一小球从高出地面Hm 处,由静止自由下落,不计空气阻力,球落至地面后又深入沙坑h 米后停止,求沙坑对球的平均阻力是其重力的多少倍。
人教版物理必修二第七章第七节动能和动能定理同步练习A卷(考试)姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题(共15小题) (共15题;共30分)1. (2分) (2017高三上·邢台开学考) 如图,长为L的粗糙长木板水平放置,在木板的A端放置一个质量为m的小物块.现缓慢抬高A端,使木板以左端为轴转动.当木板转到与水平面的夹角为α时,小物块开始滑动,此时停止转动木板,小物块滑到底端,重力加速度为g.下列说法正确的是()A . 整个过程木板对物块做功大于物块机械能的增量B . 整个过程支持力对物块做功为零C . 整个过程木板对物块做功为零D . 整个过程支持力对物块做功为mgLsinα2. (2分) (2020高二上·南京期中) 如图所示,倾角为θ的粗糙绝缘斜面(足够长)置于方向垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度为B。
质量为 m、电荷量为q的带电滑块由静止释放,下滑 x 距离后飞离斜面。
已知滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,下列说法正确的是()A . 滑块带负电B . 滑块在斜面上做匀加速直线运动C . 滑块离开斜面瞬间的速率为D . 滑块克服摩擦力做的功为μmgx cos θ3. (2分)(2016·吉林模拟) 如图所示,半径为R的均匀带正电薄球壳,壳内的电场强度处处为零,其球心位于坐标原点O,一带正电的试探电荷靠近球壳表面处由静止释放沿坐标轴向右运动。
下列关于坐标轴上某点电势Φ、试探电荷在该点的动能Ek与离球心距离x的关系图线,可能正确的是()A .B .C .D .4. (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5. (2分) (2017高三上·江西开学考) 如图所示,一根长为L的轻质细线,一端固定于O点,另一端拴有一质量为m的小球,可在竖直的平面内绕O点摆动,现拉紧细线使小球位于与O点在同一竖直面内的A位置,细线与水平方向成30°角,从静止释放该小球,当小球运动至悬点正下方C位置时的速度是()A .B .C .D .6. (2分)一学生用100N的力将质量为0.5kg的球以8m/s的初速度沿水平方向踢出20m远,则学生对球做的功为()A . 2000JB . 16JC . 1000JD . 无法确定7. (2分) (2017高二下·博野期中) x质量为m的均匀木块静止在光滑水平面上,木块左右两侧各有一位拿着完全相同步枪和子弹的射击手.首先左侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为d1 ,然后右侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为d2 ,如图所示,设子弹均未射穿木块,且两颗子弹与木块之间的作用力大小均相同.当两颗子弹均相对于木块静止时,下列判断正确的是()A . 木块静止,d1=d2B . 木块向右运动,d1<d2C . 木块静止,d1<d2D . 木块向左运动,d1=d28. (2分) (2017高一下·福建期中) 一人在高出地面h处抛出一个质量为m的小球,小球落地时的速率为v,不计空气阻力,则人抛球时对球做的功为()A . mv2B . mv2﹣mghC . mghD . mv2+mgh9. (2分)如图所示,在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心O处放一点电荷。
动能和动能定理 练习一、单选题1.光滑水平面上有一可看做质点的物体,由静止开始先做加速度为a 1的匀加速直线运动,经过一段时间后动能为E k 1;然后做加速度为a 2的匀减速直线运动,经过相同时间后物体恰好回到初始位置,动能为E k 2.下列说法正确的是( )A. a 1=a 2 B. a 2=2a 1 C. E k 2=2 E k 1 D. E k 2=4 E k 1【答案】D【解析】解:对于匀加速直线运动:v 1=a 1tx =12a 1t 2对于匀减速直线运动:―x =vt +12(―a 2)t 2联立解得:a 2=3a 1v 2=v 1―a 2t =―2v 1则有:E k 2=4 E k 1故ABC 错误,D 正确;故选:D 。
明确物体的运动过程,分别对匀加速和匀减速过程进行分析,根据速度公式和位移公式进行列式确定加速度和速度关系,再根据动能的定义确定动能大小关系。
对于复杂的过程,弄清具体的运动情况,从时间、速度、位移三个角度找关系,建立等式。
能整体求解,不要分开来求解,同时注意物理量的方向,一般默认开始的方向为正方向,最好画出过程示意图,有助于理解运动情况,分析物理量的关系。
2.一质量为2kg 的物体,速度由向东3m /s 变为向西3m /s ,在这个过程中该物体的动量与动能的变化量分别是( )A. 0、0 B. 0、18J C. 12kg ⋅m /s 、0 D. 12kg ⋅m /s 、18J 【答案】C【解析】解:规定向西为正,物体动量变化量为mv ―m (―v )=12kg ⋅m /s ,方向向西。
动能E k =12mv 2,故这个过程中,动能变化量为0,故C 正确,ABD 错误。
故选:C 。
根据动量是矢量,动能是标量,分别按照矢量和标量的运算法则求解,先选取正方向,表示出初速度和末速度,再求动量的变化量。
根据速度的大小,求动能的变化量。
分析本题时,要注意动量与动能的区别:动量是矢量,动能是标量,在规定正方向后,要用正负号表示出速度的方向。
高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)第七节 动能和动能定理经典试题例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。
例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/s 2)例3 一质量为0.3㎏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例4 在h 高处,以初速度v 0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 v 20+B. gh v 20-C.gh v 220+ D.gh v 220-例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 cos θB. mgl (1-cos θ)C. Fl cos θD. Flsin θ θOl hH2-7-2例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________.例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23=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?.例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。
例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 ,要将此物体由静止起,用最快的方式将物体吊高90m (已知物体在被吊高90m 以前已开始以最大速度匀速上升),所需时间为多少?(g 取10 m/s 2)2-7-4例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.例11 从离地面H 高处落下一只小球,小球在运动过程中所受的空气阻力是它重力的k (k<1)倍,而小球与地面相碰后,能以相同大小的速率反弹,求:(1) 小球第一次与地面碰撞后,能够反弹起的最大高度是多少? (2) 小球从释放开始,直至停止弹跳为止,所通过的总路程是多少?例12某同学从高为h 处水平地投出一个质量为m 的铅球,测得成绩为s ,求该同学投球时所做的功.例13如图所示,一根长为l 的细线,一端固定于O 点,另一端拴一质量为m 的小球,当小球处于最低平衡位置时,给小球一定得初速度0v ,要小球能在竖直平面内作圆周运动并通过最高点P ,0v 至少应多大?例14 新疆达坂城风口的风速约为v=20m/s ,设该地空气的密度为ρ=1.4kg/m 3,若把通过横截面积S=20m 2的风能的50%转化为电能,利用上述已知量推导计算电功率的公式,并求出发电机电功率的大小。
2-7-6例15 质量为M 、长度为d 的木块,放在光滑的水平面上,在木块右边有一个销钉把木块挡住,使木块不能向右滑动。
质量为m 的子弹以水平速度V 0射入木块,刚好能将木块射穿。
现在拔去销钉,使木块能在水平面上自由滑动,而子弹仍以水平速度V 0射入静止的木块。
设子弹在木块中受阻力恒定。
求:(1)子弹射入木块的深度(2)从子弹开始进入木块到与木块相对静止的过程中,木块的位移是多大?例16如图2-7-19所示的装置中,轻绳将A 、B 相连,B 置于光滑水平面上,拉力F 使B 以1m /s 匀速的由P 运动到Q,P 、Q 处绳与竖直方向的夹角分别为α1=37°,α2=60°.滑轮离光滑水平面高度h=2m ,已知m A =10kg ,m B =20kg ,不计滑轮质量和摩擦,求在此过程中拉力F 做的功(取sin37°=0.6,g 取10m /s 2)参考答案:1、解答:取飞机为研究对象,对起飞过程研究。
飞机受到重力G 、支持力N 、牵引力F 和阻力f 作用,如图2-7-1所示2-7-1dV 0 N G f F起飞过程的初动能为0,末动能为221mv据动能定理得:代入数据得: 2、石头在空中只受重力作用;在泥潭中受重力和泥的阻力。
对石头在整个运动阶段应用动能定理,有00)(-=-+h F h H mg 。
所以,泥对石头的平均阻力10205.005.02⨯⨯+=⋅+=mg h h H F N=820N 。
3、解答 由于碰撞前后速度大小相等方向相反,所以Δv=v t -(-v 0)=12m/s,根据动能定理答案:BC4、解答 小球下落为曲线运动,在小球下落的整个过程中,对小球应用动能定理,有2022121mv mv mgh -=, 解得小球着地时速度的大小为 =v gh v 220+。
正确选项为C 。
5、解答 将小球从位置P 很缓慢地拉到位置Q 的过程中,球在任一位置均可看作处于平衡状态。
由平衡条件可得F=mg tan θ,可见,随着θ角的增大,F 也在增大。
而变力的功是不能用W= Fl cos θ求解的,应从功和能关系的角度来求解。
小球受重力、水平拉力和绳子拉力的作用,其中绳子拉力对小球不做功,水平拉力对小球做功设为W ,小球克服重力做功mgl (1-cos θ)。
小球很缓慢移动时可认为动能始终为0,由动能定理可得 W -mgl (1-cos θ)=0,W = mgl (1-cos θ)。
正确选项为B 。
6、32FR 7、解答 (1) 工件刚放上皮带时受滑动摩擦力 θμcos mg F =,工件开始做匀加速直线运动,由牛顿运动定律ma mg F =-θsin可得 )30sin 30cos 23(10)sin cos (sin 00-⨯=-=-=θθμθg g m F a m/s 2=2.5m/s 2。
设工件经过位移x 与传送带达到共同速度,由匀变速直线运动规律可得 5.2222220⨯==a v x m=0.8m <4m 。
0212-=-mv kmgs Fs Nsv m kmg F 42108.12⨯=+=02121ΔE 202K =-==mv mv W t故工件先以2.5m/s 2的加速度做匀加速直线运动,运动0.8m 与传送带达到共同速度2m/s 后做匀速直线运动。
(2) 在工件从传送带底端运动至h =2m 高处的过程中,设摩擦力对工件做功W f ,由动能定理2021mv mgh W f =-, 可得 210102120⨯⨯=+=mv mgh W f J 221021⨯⨯+J=220J 。
8、解答:物体在从A 滑到C 的过程中,有重力、AB 段的阻力、BC 段的摩擦力共三个力做功,W G =mgR ,f BC =umg ,由于物体在AB 段受的阻力是变力,做的功不能直接求。
根据动能定理可知:W 外=0, 所以mgR-umgS-W AB =0即W AB =mgR-umgS=1×10×0.8-1×10×3/15=6(J)9、解答 起吊最快的方式是:开始时以最大拉力起吊,达到最大功率后维持最大功率起吊。
在匀加速运动过程中,加速度为8108120⨯-=-=m mg F a m m/s 2=5 m/s 2, 末速度 1202001==m m t F P v m/s=10m/s , 上升时间 5101==a v t t s=2s , 上升高度 52102221⨯==a v h t m=10m 。
在功率恒定的过程中,最后匀速运动的速度为1082001⨯==mg P v m m m/s=15m/s , 由动能定理有 22122121)(t m m mv mv h h mg t P -=--, 解得上升时间2001)1015(821)1090(108)(21)(222212-⨯⨯+-⨯⨯=-+-=m t m P v v m h h mg t s=5.75s 。
所以,要将此物体由静止起,用最快的方式将物体吊高90m ,所需时间为t=t 1+t 2=2s+5.75s=7.75s 。
10、解答 设该斜面倾角为α,斜坡长为l ,则物体沿斜面下滑时,重力和摩擦力在斜面上的功分别为:物体在平面上滑行时仅有摩擦力做功,设平面上滑行距离为S 2,则αμcos 1mgl W f -=mghmgl W G==αsin对物体在全过程中应用动能定理:ΣW=ΔEk .mglsin α-μmglcos α-μmgS 2=0得 h -μS 1-μS 2=0. 式中S1为斜面底端与物体初位置间的水平距离.故11、解答:(1) 设小球第一次与地面碰撞后,能够反弹起的最大高度是h ,则由动能定理得:mg(H-h)-kmg(H+h)=0解得 H k kh +-=11 (2)、设球从释放开始,直至停止弹跳为止,所通过的总路程是S ,对全过程由动能定理得mgH-kmgS=0解得 kH S =12、解答 同学对铅球做的功等于铅球离手时获得的动能,即212-=mv W铅球在空中运动的时间为g h t 2=铅球时离手时的速度t s v =13、5gl14、解答 首先建立风的“柱体模型”,如图2-7-7所示,设经过时间t 通过截面S 的空气的质量为m ,则有m =ρV=ρSl=ρSvt 。
这部分空气的动能为 t Sv v Svt mv E 322212121ρρ=⋅⋅==∆。
因为风的动能只有50%转化为电能,所以其电功率的表达式为3341%5021%50Sv t tSv t E P ρρ=⨯=⨯∆=。