三 功和能、动能 动能定理练习题及答案

高中物理动能与动能定理及其解题技巧及练习题(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，光滑水平平台AB与竖直光滑半圆轨道AC平滑连接，C点切线水平，长为L=4m的粗糙水平传送带BD与平台无缝对接。

质量分别为m i=0.3kg和m2=1kg两个小物体中间有一被压缩的轻质弹簧，用细绳将它们连接。

已知传送带以v°=i.5m/s的速度向左匀速运动，小物体与传送带间动摩擦因数为(1=0.15.某时剪断细绳，小物体m i向左运动，m2向右运动速度大小为V2=3m/s , g取10m/s2•求：(1) 剪断细绳前弹簧的弹性势能E)(2) 从小物体m2滑上传送带到第一次滑离传送带的过程中，为了维持传送带匀速运动，电动机需对传送带多提供的电能E(3) 为了让小物体m1从C点水平飞出后落至AB平面的水平位移最大，竖直光滑半圆轨道AC的半径R和小物体m1平抛的最大水平位移x的大小。

【答案】(1)19.5J(2)6.75J(3)R=1.25m时水平位移最大为x=5m【解析】【详解】(1) 对m1和m2弹开过程，取向左为正方向，由动量守恒定律有：0=m1V1-m2V2解得V1=10m/s剪断细绳前弹簧的弹性势能为：1 2 1 2E p m1v1m2v22 2解得E P=19.5J⑵设m2向右减速运动的最大距离为x,由动能定理得：-(im2gx=0-'1 m2v22解得x=3m v L=4m则m2先向右减速至速度为零，向左加速至速度为V0=1.5m/s，然后向左匀速运动，直至离开传送带。

设小物体m2滑上传送带到第一次滑离传送带的所用时间为t。

取向左为正方向。

根据动量定理得：im gt=m2v o- (-m2V2)解得:t=3s该过程皮带运动的距离为：x 带=V o t=4.5m故为了维持传送带匀速运动，电动机需对传送带多提供的电能为：E= ^m gx 带解得：E=6.75J⑶设竖直光滑轨道AC的半径为R时小物体m i平抛的水平位移最大为X。

功和能 动能 动能定理高考试题1．（2005年·江苏）如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力F 拉绳，使滑块从A 点起由静止开始上升．若从A 点上升至B 点和从B 点上升至C 点的过程中拉力F 做的功分别为W 1、W 2，滑块经B 、C 两点时的动能分别为E KB 、E Kc ，图中AB=BC ，则一定有A ．W l >W 2B ．W 1<W 2C ．E KB >E KCD ．E KB <E KC提示：要判定力F 做功的大小，只需判定物体从A 到B 和从B 到C 力F 作用点位移的大小即可．由数学关系可知，当AB =BC 时，从A 到B 力F 作用点的位移大于从B 到C 力F 作用点的位移，所以A 正确．物体沿杆上滑的过程中，由于重力做功，物体的运动必定是先加速后减速，所以无法判定E AB 和E KC 的大小．2．（2004年·全国大综合）如图所示，ABCD 是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC 的连接处都是一段与BC相切的圆弧，B 、C 为水平的，其距离d =0.50m 盆边缘的高度为h =0.30m ．在A 处放一个质量为m 的小物块并让其从静止出发下滑．已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC 面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.10．小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停的地点到B 的距离为A ．0.50mB ．0.25mC ．0.10mD ．03．（2003年·广东大综合）在离地面高为A 处竖直上抛一质量为m 的物块，抛出时的速度为v 0，当它落到地面时速度为v ，用g 表示重力加速度，则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于A ．2201122mgh mv mv -- B ．2201122mv mv mgh --- C ．2201122mgh mv mv +- D ．2201122mgh mv mv +- 4．（2003年·上海）一个质量为0.3kg 的弹性小球，在光滑水平面上以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相同．则碰撞前后小球速度变化量的大小△v 和碰撞过程中墙对小球做功的大小为A ．△v =0B ．△v =12m/sC ．W =0D ．W =10.8J5．（2001年·上海）跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内，下列说法中正确的是A ．空气阻力做正功B ．重力势能增加C ．动能增加D ．空气阻力做负功．6．（2001年·上海理综）在一种叫做“蹦极跳”的运动中，质量为m 的游戏者身系一根长为L 、弹性优良的轻质柔软橡皮绳，从高处由静止开始下落1.5L 时到达最低点，若在下落过程中不计空气阻力，则以下说法正确的是A ．速度先增大后减小B ．加速度先减小后增大C ．动能增加了mgLD ．重力势能减少了mgL7．（2000年·天津理综）如图所示，DO 是水平面，AB 是斜面，初速度为v 0的物体从D 点出发沿DBA 滑动到顶点A 时速度刚好为零，如果斜面改为AC ，让该物体从D 点出发沿DCA 滑动到A 点且速度刚好为零，则物体具有的初速度（已知物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零）A ．大于v 0B ．等于v 0C ．小于v 0D ．取决于斜面的倾角8．（1999年·全国）一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中，地板对物体的支持力所做的功等于A ．物体势能的增加量B ．物体动能的增加量C ．物体动能的增加量加上物体势能的增加量D ．物体动能的增加量加上克服重力所做的功9．（1997年·上海）质量为m 的小球被系在轻绳的一端，在竖直平面内做半径为R 的圆周运动，运动过程中小球受到空气阻力的作用．设某一时刻小球通过轨道最低点，此时绳子的张力为7mg ，此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力做的功为A ．14mgR B ．13mgR C ．12mgR D ．mgR10．（1996年·上海）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，使自身的重心又下降了0.5m ，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为A ．自身所受重力的2倍B ．自身所受重力的5倍C ．自身所受重力的8倍D ．自身所受重力的10倍11．（1991年·全国）图中ABCD 是一条长轨道，其中AB 段是倾角为θ的斜面，CD 段是水平的，BC 是与AB 和CD 都相切的一小段圆弧，其长度可以略去不计．一质量为m 的小滑块在A 点从静止状态释放沿轨道滑下，最后停在D 点．A 点和D 点的位置如图所示．现用一沿着轨道方向的力推滑块，使它缓慢地由D 点推回到A 点时停下．设滑块与轨道间的摩擦系数为μ，则推力对滑块做的功等于A ．mghB ．2mghC ．()sin h mg s μθ+ D ．cot mgs mgh μμθ+ 12．（1990年·全国）一质量为2kg 的滑块，以4m/s 的速度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，滑块的速度方向变为向右，大小为4m/s ．在这段时间里水平力做的功为A ．0B ．8JC ．16JD ．32J13．（2002年·上海理综）足球守门员在发球门球时，将一个静止的质量为0.4kg 的足球，以10m/s 的速度踢出，这时足球获得的动能是________J ．足球沿草地作直线运动，受到的阻力是足球重力的0.2倍，当足球运动到距发球点20m 的后卫队员处时，速度为______m/s ．（g 取10m/s 2）【答案】20；14．（1996年·全国）在光滑水平面上有一静止的物体．现以水平恒力甲推这一物体，作用一段时间后，换成相反方向的水平恒力乙推这一物体．当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时，物体恰好回到原处，此时物体的动能为32J ，则在整个过程中，恒力甲做的功等于____J ，恒力乙做的功等于____J ．【答案】8；2415．（1995年·全国）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 （取g =10m/s 2）．【答案】600016．（1991年·全国）一物体放在一倾角为θ的斜面上，向下轻轻一推，它刚好能匀速下滑．若给此物体一个沿斜面向上的初速度v 0，则它能上滑的最大路程是________________． 【答案】204sin v g θ17．（2005年·全国理综Ⅱ）如图所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K ，一条不可伸长的轻绳绕过K 分别与物块A 、B 相连，A 、B 的质量分别为m A 、m B ．开始时系统处于静止状态．现用一水平恒力F 拉物块A ，使物块B上升．已知当B 上升距离为h 时，B 的速度为v ．求此过程中物块A 克服摩擦力所做的功．重力加速度为g ．【答案】21()2A B B Fh m m v m gh -+- 解析：在此过程中，B 的重力势能的增量为m B gh ，A 、B 的动能增量为21()2A B m m v +，恒力F 所做的功为Fh ，用W 表示克服摩擦力所做的功，根据功能关系，有 21()2A B B Fh W m m m gh -=++ 解得21()2A B B W Fh m m v m gh =-+- 18．（2005年·上海）某滑板爱好者在离地h ＝1.8m 高的平台上滑行，水平离开A 点后落在水平地面的B 点，其水平位移s 1＝3m ．着地时由于存在能量损失，着地后速度变为v ＝4m ／s ，并以此为初速沿水平地面滑行s 2＝8m后停止．已知人与滑板的总质量m ＝60kg ．求：（1）人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小；（2）人与滑板离开平台时的水平初速度．（空气阻力忽略不计，g=10m ／s 2）【答案】（1）60N ；（2）5m/s解析：（1）设滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力为f ，根据动能定理，有22102fs mv -=- ① 由①式解得222604N=60N 228mv f s ⨯==⨯ ②（2）人和滑板一起在空中做平抛运动，设初速为v 0，飞行时间为t ，根据平抛运动规律有t = ③10s v t = ④由③④两式解得0v == ⑤19．（2004年·上海）滑雪者从A 点由静止沿斜面滑下，经一平台后水平飞离B 点，地面上紧靠平台有一个水平台阶，空间几何尺度如图所示．斜面、平台与滑雪板之间的动摩擦因数为μ假设滑雪者由斜面底端进入平台后立即沿水平方向运动，且速度大小不变．求：（1）滑雪者离开B 点时的速度大小；（2）滑雪者从B 点开始时做平抛运动的水平距离s ．【答案】（1（2）)(21L h H h s μ--=，)(22L h H h s μ--= 解析：（1）设滑雪者质量为m ，斜面与水平面夹角为θ，滑雪者滑行过程中克服摩擦力做功mgL s L mg s mg W μθμθμ=-+=)cos (cos① 由动能定理得221)(mv mgL h H mg =--μ ② 离开B 点时的速度)(2L h H g v μ--=③ （2）设滑雪者离开B 点后落在台阶上h vt s gt h 22121121<== 可解得)(21L h H h s μ--=④ 此时必须满足h L H 2<-μ⑤ 当h L H 2>-μ时，⑥ 滑雪者直接落到地面上，222221vt s gt h ==联立解得)(22L h H h s μ--= ⑦20．（2003年·上海）质量为m 的飞机以速度v 0飞离跑道后逐渐上升，若飞机在此过程中水平速度保持不变，同时受到重力和竖直向上的恒定升力（该升力由其它力的合力提供，不含重力），今测得当飞机在水平方向的位移为l 时，它的上升高度为h .如图所示，求：（1）飞机受到的升力大小；（2）从起飞到上升到h 高度的过程中升力所做的功及在高度h 处飞机的动能．【答案】（1）2022(1)hmg v gl +；（2）2022(1)h mgh v gl +，220214(1)2h mv l+ 解析：（1）飞机水平速度不变l =v 0ty 方向加速度恒定212h at =消去t 即得2022ha v l = 由牛顿第二定律2022(1)h F mg ma mg v gl =+=+ （2）升力做功2022(1)hW Fh mgh v gl ==+在h 处02t hv v at l== 故2222002114()(1)22k t h E m v v mv l=+=+ 训练试题21．下列关于动能的说法中正确的是A ．物体的质量越大，速度越大，则动能越大B ．知道物体的动能和质量，就可以求出物体的速率C ．物体受合外力越大，则动能越大D ．物体动能大，使物体停下来的时间一定长22．甲、乙、丙三个物体具有相同的动能，甲的质量最大，丙的最小，要使它们在相同的距离内停止，则作用在物体上的合外力A ．甲的最大B ．丙的最大C ．都相等D ．取决于它们的速度23．关于做功和动能变化的关系，正确的是A ．只要动力对物体做功，物体的动能增加B ．只要物体克服阻力做功，它的动能就减少C ．外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差D ．动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化24．对动能定理的理解正确的是A ．外力做功是引起物体动能变化的原因B ．动能的变化使物体产生了功C ．外力做的功变成了物体的动能D ．外力对物体做了多少功，物体的动能就改变多少25．一个物体做变速运动时，下述说法中正确的是A ．合外力一定对物体做功，使物体动能发生变化B ．合外力一定对物体做功，但物体的动能不变C ．合外力可能不对物体做功，物体动能不变D ．合外力可能对物体做功，使物体动能变化26．汽车在平直的公路上行驶，关闭发动机后继续运动s 1距离，速度由v 变为12v ，再运动s 2距离后，速度由12v 变为14v ，设运动时所受阻力不变，则s 2∶s 1为A ．1∶1B ．1C ．1∶2D ．1∶4 27．在光滑水平面上，质量为2kg 的物体以2m/s 的速度向东运动，当对它施加向西的力，经过一段时间，速度为2m/s ，方向向西，则外力对物体做功A ．16JB ．8JC ．4JD ．028．两个做匀速圆周运动的物体，其运动半径之比为2∶3，受向心力之比为3∶2，则其动能之比为A ．9∶4B ．4∶9C ．1∶1D ．2∶329．如图所示，质量为m 的物体（可视为质点）以某一速度从A 点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度为34g ，此物体在斜面上上升的最大高度为h ，则在这个过程中物体A ．重力势能增加了34mghB ．重力势能增加了mghC ．动能损失了mghD ．机械能损失了12mgh提示：设物体受到摩擦阻力为F ，由牛顿运动定律得 3sin304F mg ma mg +︒== 解得14F mg = 重力势能的变化由重力做功决定，故△E p =mgh 动能的变化由合外力做功决定33(sin30)4sin302k F mg s ma s mg mgh +︒==-=-︒机械能的变化由重力以外的其它力做功决定 故114sin302h E F s mg mgh ∆===︒ 机械 综合以上分析可知，B 、D 两选项正确．30．一个小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EB ．返回斜面底端时的动能为32EC ．返回斜面底端的速度大小为2v D31．如图所示，AB 为一段粗糙的波浪形路面，且AB 在同一水平面上，滑块以初速v 沿粗糙曲面由A 处滑到B 处时速度大小为v 1，以大小相同的初速沿粗糙曲面由B 处滑到A 处时速度大小为v 2，则下面说法中正确的是A ．v 1＜v 2B ．v 1＞v 2C ．v 1＝v 2D ．不能确定32．子弹以100m/s 的速度运动时，刚好射穿一个固定的木板，若子弹以400m/s 的速度运动时，可以射穿相同的固定木板______________块．【答案】1633．0.1kg 的小球在砂坑上2m 高处由静止落下，进入砂中0.2m ，则砂对小球的平均阻力大小等于_______________．【答案】11N34．用100N 的拉力F 使一个质量为20kg 的木箱由静止开始在水平冰道上移动了100m ，拉力F 与木箱前进的方向成37°角，如图所示．木箱与冰道间动摩擦因数为0.2，求木箱获得的速度．【答案】22.8m/s35．质量为5×103kg 的汽车，从静止开始沿水平路面匀加速行驶，经20s 速度为20m/s ，以后立即关闭发动机，直到汽车停下，汽车在运动中阻力大小为车重的0.05倍，求汽车牵引力做的功．【答案】1.5×106J36．如图所示，物体在离斜面底端4m 远处由静止滑下，若动摩擦因数为0.5，斜面倾角为37°，斜面与平面间由一个小段圆弧连接，求物体能在水平面上滑行多远?（g =10m/s 2）【答案】1.6m解法一：把物体运动分为斜面和水平面两个阶段分别应用动能定理，设到斜面底端时速度为v ，则有：211(sin37cos37)02mg mg s mv μ︒-︒=- ① 22102ms mv μ-=- ②联立①②两式解得21sin37cos370.60.50.84 1.6m 0.5s s μμ︒-︒-⨯==⨯= 解法二：把物体运动全过程进行分析知：初、末状态物体的速度均为零，由于f 1、f 2相继对物体做功，可分段求两个力的功，因此对全过程应用动能定理，则有：11221sin37cos370sin37cos37 1.6m mg s mg s mg s s s μμμμ︒-︒-=︒-︒==37．一辆汽车质量为4×103kg ，以恒定的功率从静止开始启动，经20s 到达最大行驶速度15m/s ，设汽车所受阻力为车重的0.05倍，求：（1）汽车的牵引功率；（2）汽车从静止到开始匀速运动时所通过的路程．【答案】（1）3.0×104W ；（2）75m解析：（1）汽车的牵引功率为：P =F ·v =f ·v m =kmgv m =0.05×4×103×10×15=3.0×104W ．（2）汽车受牵引力和阻力作用作变加速运动，其中牵引力是变力，其功为：W 牵=P ·t 阻力是恒力，其功为：W f =－fs =－kmgs由动能定理得：W 总=ΔE k22110,22f m m W W mv P t kmgs mv +=--= 牵 22211222m m m m m P t mv kmgv t mv v s v t kmg kmg kg--===- 215152075m.20.0510=⨯-=⨯⨯ 38．总质量为M 的列车，沿水平直线轨道匀速前进，其末节车厢质量为m ，中途脱节，司机发觉时，机车已行驶L 的距离，于是立即关闭油门，除去牵引力．设运动的阻力与质量成正比，机车的牵引力是恒定的，当列车两部分都停止时，它们的距离是多少? 【答案】ML M m- 39．一位观光游客（年逾70岁）被撞死在斑马线上．肇事司机在经过律师授意后一口咬定，老人在没有示意的情况下突然快速地走出安全岛向南而行，虽然他已经紧急刹车但还是发生了不幸．汽车撞上老人后经过19.7m 停下来，出事点距安全岛1.3m ．但经警方调查取证后发现：目击者证实说老人本是一直向北而行．这到底是怎么回事?为了清晰了解事故现场，现以下图表示之．为了明晰事故责任，首先让我们来计算一下汽车司机是否超速行驶：警方派一警车执法以最高时速50km/h （13.9m/s ）行驶在同一马路的同一地段．在肇事汽车的起始制动点紧急刹车，警车在经过13.0m 后停下来．（1）求肇事汽车刹车时初速度、加速度多大?是否超速行驶?（2）如何断定老人是向安全岛匀速走去，还是由安全岛匀速走出．（老人步行速度范围为1.1m/s ～1.3m/s ，司机的反应时间为0.7s ～1.3s ）【答案】（1）a =7.43m/s 2，v 0=22.8m/s>13.9m/s ，超速行驶；（2）老人是向安全岛走去的．40．如图所示，一小物块从倾角θ=37°的斜面上的A 点由静止开始滑下，最后停在水平面上的C 点．已知小物块的质量m =0.10kg ，小物块与斜面和水平面间的动摩擦因数均为μ=0.25，A 点到斜面底端B 点的距离L =0.50m ，斜面与水平面平滑连接，小物块滑过斜面与水平面连接处时无机械能损失．求：（1）小物块在斜面上运动时的加速度；（2）BC 间的距离；（3）若在C 点给小物块一水平初速度使小物块恰能回到A 点，此初速度为多大．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s 2）【答案】（1）4.0m/s 2；（2）0.80m ；（3）3.5m/s解析：（1）小物块受到斜面的摩擦力f 1=μmg cos θ由牛顿第二定律得mg sin θ－f 1=ma解得a =g sin θ－μgcos θ=4.0m/s 2（2）小物块由A 运动到B ，根据运动学公式，有22B v aL =，解得B 2.0m/s v =小物块由B 运动到C 的过程中所受摩擦力为f 2=μmg 根据动能定理，有：22BC B 102f s mv -=-，解得s BC =0.80m （3）设小物块在C 点以初速度v C 运动，恰好回到A 点，由动能定理得－mgL sin θ－f 1L －f 2s BC =2102C mv -，解得v C =23m/s=3.5m/s 41．在海滨游乐场里有一种滑沙的游乐活动．如图所示，人坐在滑板上从斜坡的高处A 点由静止开始滑下，滑到斜坡底部B 点后沿水平滑道再滑行一段距离到C 点停下来．斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的，滑板与两滑道间的动摩擦因数均为μ=0.50．(不计空气阻力，重力加速度g =l0m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)（1）若斜坡倾角θ=37°，人和滑板的总质量m =60kg ，求人在斜坡上下滑的加速度大小．（2）若由于受到场地限制，A 点到C 点的水平距离为s =50m ，为确保人身安全，你认为在设计斜坡滑道时，对高度应有怎样的要求．【答案】（1）2m/s 2；（2）25m解析：（1）在斜坡上下滑时，人及滑板受力情况如图所示，根据牛顿第二定律，有sin mg N ma θμ-=，cos 0N mg θ-=，则2sin cos 2m/s a g g θμθ=-=（2）设斜坡的最大高度为h ，人的质量为m ，人从A 运动到C 的全过程，根据动能定理，有cos 0sin h mgh mg mg BC μθμ-⋅-⋅= 即()0mgh mg BD BC μ-+=解得0.5050m 25m h s μ==⨯=所以，斜坡轨道的高度不应超过25m ．42．在20m 高的阳台上，玩具枪枪筒内的弹簧将质量为15g 的弹丸以10m/s 的速度水平射出，弹丸落入沙坑后，在沙坑中运动的竖直距离h =20cm ．不计空气阻力．（g 取10m/s 2）求：（1）弹簧枪对弹丸所做的功；（2）弹丸落到沙坑时的动能；（3）弹丸克服沙坑阻力所做的功．【答案】（1）0.75J ；（2）3.75J ；（3）3.78J解析：（1）弹簧枪对弹丸所作的功等于弹丸射出弹簧枪时的动能，由功能关系得： 210.75J 2kA A W E mv === （2）弹丸从弹簧枪膛射出至落到沙坑时（A 到B ）的过程中，由动能定理得221122B A mgH mv mv =- 弹丸落到沙坑时的动能21 3.75J 2KB A E mv mgH =+= （3）弹丸在沙坑中运动（B 到C ）的过程，由动能定理得2102B mgh W mv -=-阻 21 3.78J 2B W mgh mv =+=阻 43．如图所示，光滑水平面右端B 处连接一个竖直的半径为R的光滑半圆轨道，在离B 距离为x 的A 点，用水平恒力将质量为m 的质点从静止开始推到B 处后撤去恒力，质点沿半圆轨道运动到C 处后又正好落回A 点，求：（1）推力对小球所做的功．（2）x 取何值时，使质点完成BC 段运动后落回水平面，水平恒力所做的功最少?最小功为多少？【答案】（1）22(16)8mg R x R+；（2）x =2R ，W F =25mgR 解析：（1）质点从半圆弧轨道做平抛运动又回到A 点，设质点在C 点的速度为v C 质点从C 点运动到A 点所用的时间为t ，在水平方向有x =v C t ①竖直方向上2R =21gt 2 ②由①②解得C v =对质点从A 到C ，由动能定理得W F －mg ·2R =21mv C 2 解得22(16)8F mg R x W R+= （2）由W F =2mgR +21mv C 2知，只要质点在C 点速度最小，则功W F 就最小．若质点恰好能通过C 点，则在C 点的速度最小，设为v ，由牛顿第二定律有mg =Rmv 2，则v =Rg 当x =vt =Rg ×2gR =2R 时，W F 最小，最小的功W F =25mgR44．如图所示，竖直平面内放一直角杆AOB ，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数μ＝0.20，杆的竖直部分光滑．两部分各套有质量分别为2.0kg 和1.0kg 的小球A 和B ，A 、B 间用细绳相连，初始位置OA ＝1.5m ，OB ＝2.0m ．g 取10m/s 2，问：（1）若用水平拉力F 1沿杆向右缓慢拉A ，使之移动0.5m ，该过程中A 受到的摩擦力多大？拉力F 1做功多少？（2）若小球A 、B 都有一定的初速度，A 在水平拉力F 2的作用下，使B 由初始位置以1.0m/s 的速度匀速上升0.5m ，此过程中拉力F 2做功多少？【答案】（1）8.0J ；（2）6.8J解析：（1）A 、B 小球和细绳整体竖直方向处于平衡，A 受到水平杆的弹力g m m N B A )(+=则A 受到的摩擦力()0.20(2.0 1.0)10N 6.0N A B f m m g μ=+=⨯+⨯=由动能定理得，10B W fs m gs --=代入数据解得W 1=8.0J（2）设细绳与竖直方向的夹角为θ，由于绳长不变，则有v =v B cos θ=v A cos （900－θ） 解得θθθcot )90cos(cos 0B B A v v v =-= 则34cot 11==θB A v v m/s ，43cot 22==θB A v v m/s 设拉力F 1做功为W 1，对系统，由动能定理可得222211122B A A A A W fs m gs m v m v --=- 代入数据解得W 2=6.8J45．如图所示，AB 是倾角为θ的粗糙直轨道，BCD 是光滑的圆弧轨道，AB 恰好在B 点与圆弧相切，圆弧的半径为R ．一个质量为m 的物体（可以看作质点）从直轨道上的P 点由静止释放，结果它能在两轨道间做往返运动.已知P 点与圆弧的圆心O 等高，物体与轨道AB 间的动摩擦因数为μ.．求：（1）物体做往返运动的整个过程中，在AB 轨道上通过的总路程；（2）最终当物体通过圆弧轨道最低点E 时，对圆弧轨道的压力．【答案】（1）R μ；（2）mg （3－2cos θ） 解析：（1）由于摩擦力做负功，使物体的机械能不断减少，最终当物体到达B 点时，速度变为零．考虑物体从P 点出发至最终到达B 点速度为零的全过程，由动能定理可得cos cos 0mgR mg s θμθ-= ，解得R s μ= （2）最终物体以B 为最高点在圆轨道底部做往返运动，设物体到E 点时速度为v ，由动能定理得21(1cos )2mgR mv θ-= 在E 点，由牛顿第二定律得2v N mg m R-= 联立解得N =mg （3－2cos θ）46．如图所示，轨道的对称轴是过O 、E 点的竖直线，轨道BEC是120°的光滑圆弧，半径R =2.0m ，O 为圆心，AB 、CD 两斜面与圆弧分别相切于B 点和C 点，一物体从高h =3.0m 处以速率v 0=4.0m/s 沿斜面运动，物体与两斜面的摩擦因数μ=0.2，求物体在AB 、CD 两斜面上（不包含圆弧部分）通过的总路程s ．【答案】（1）28m解析：设物体在两斜面上通过的总路程为s ，整个过程中，重力作正功[(1cos60)]()2R mg h R mg h --︒=- 摩擦力作负功cos602mg s mgs μμ-︒=-由动能定理得201()0222R mg h mgs mv μ--=- 解得202()210(31)16228m 0.210R g h v s g μ-+⨯⨯-+===⨯． 47．如图所示，轻质长绳水平地跨在相距2L 的两个小定滑轮A 、B 上，质量为m 的物块悬在绳上O 点，O 与A 、B 两滑轮距离相等，在轻绳的C 、D 两端分别施加竖直向下的恒力F =mg ，先托住物块，使绳子处于水平拉直状态，无初速地释放物块，在它下落过程中保持C 、D 两端的拉力F 不变，不计滑轮处摩擦，求：（1）当物块下落距离h 为多大时，物块的加速度为零？（2）在上述过程中，克服C 端恒力F 做的功W 为多少？（3）求物块下落的最大速度v m 和最大距离H ．【答案】（1；（2）1)mgL -；（3，43H L = 解析：（1）设加速度为零时，AO 与水平方向的夹角为θ．则2F cos θ=mg ，又F =mg ，故θ=60°此时cot h L θ==（2）)1)W mg L mgL == （3）由动能定理可得2122m W mgh mv -+=解得m v =全过程由动能定理得2)0mgH F L -= 解得43H L =。

高考物理动能与动能定理题20套(带答案)含解析一、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，水平地面上一木板质量M ＝1 kg ，长度L ＝3.5 m ，木板右侧有一竖直固定的四分之一光滑圆弧轨道，轨道半径R ＝1 m ，最低点P 的切线与木板上表面相平．质量m ＝2 kg 的小滑块位于木板的左端，与木板一起向右滑动，并以0v 39m /s =的速度与圆弧轨道相碰，木板碰到轨道后立即停止，滑块沿木板冲上圆弧轨道，后又返回到木板上，最终滑离木板．已知滑块与木板上表面间的动摩擦因数μ1＝0.2，木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1，g 取10 m/s 2．求： (1)滑块对P 点压力的大小；(2)滑块返回木板上时，木板的加速度大小； (3)滑块从返回木板到滑离木板所用的时间．【答案】(1)70 N (2)1 m/s 2 (3)1 s 【解析】 【分析】 【详解】(1)滑块在木板上滑动过程由动能定理得：－μ1mgL ＝12mv 2－1220mv 解得：v ＝5 m/s在P 点由牛顿第二定律得：F －mg ＝m 2v r解得：F ＝70 N由牛顿第三定律，滑块对P 点的压力大小是70 N (2)滑块对木板的摩擦力F f 1＝μ1mg ＝4 N 地面对木板的摩擦力 F f 2＝μ2(M ＋m )g ＝3 N对木板由牛顿第二定律得：F f 1－F f 2＝Ma a ＝12f f F F M－＝1 m/s 2(3)滑块滑上圆弧轨道运动的过程机械能守恒，故滑块再次滑上木板的速度等于v＝5 m/s对滑块有：(x＋L)＝vt－12μ1gt2对木板有：x＝12at2解得：t＝1 s或t＝73s(不合题意，舍去)故本题答案是：(1)70 N (2)1 m/s2(3)1 s【点睛】分析受力找到运动状态，结合运动学公式求解即可．3．如图所示，在娱乐节目中，一质量为m＝60 kg的选手以v0＝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/s2，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v1，则－mg（L－Lcosθ）＝mv12－mv02，v1＝5m/s（2）设选手放开抓手时的水平速度为v2，v2＝v1cosθ①选手在传送带上减速过程中 a＝－μg② v＝v2＋at1③④匀速运动的时间t2，s－x1＝vt2⑤选手在传送带上的运动时间t＝t1＋t2⑥联立①②③④⑤⑥得：t＝3s（3）由动能定理得W f＝mv2－mv22，解得：W f＝－360J故克服摩擦力做功为360J．考点：动能定理的应用4．如图所示，一质量为M 、足够长的平板静止于光滑水平面上，平板左端与水平轻弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上．平板上有一质量为m 的小物块以速度v 0向右运动，且在本题设问中小物块保持向右运动．已知小物块与平板间的动摩擦因数为μ，弹簧弹性势能E p 与弹簧形变量x 的平方成正比，重力加速度为g.求：(1)当弹簧第一次伸长量达最大时，弹簧的弹性势能为E pm ，小物块速度大小为03v 求该过程中小物块相对平板运动的位移大小； (2)平板速度最大时弹簧的弹力大小；(3)已知上述过程中平板向右运动的最大速度为v.若换用同种材料，质量为2m的小物块重复上述过程，则平板向右运动的最大速度为多大？【答案】(1)2049pm E v g mg μμ-；(2)mg μ；(3)2v 【解析】 【分析】（1）对系统由能量守恒求解小物块相对平板运动的位移；（2）平板速度最大时，处于平衡状态，弹力等于摩擦力；（3）平板向右运动时，位移大小等于弹簧伸长量，当木板速度最大时弹力等于摩擦力，结合能量转化关系解答. 【详解】（1）弹簧伸长最长时平板速度为零，设相对位移大小为s ，对系统由能量守恒12mv 02＝12m(03v)2＋E pm ＋μmgs 解得s ＝2049pm E v g mgμμ- （2）平板速度最大时，处于平衡状态，f ＝μmg 即F ＝f ＝μmg.（3）平板向右运动时，位移大小等于弹簧伸长量，当木板速度最大时 μmg ＝kx对木板由动能定理得μmgx ＝E p 1＋12Mv 2 同理，当m′＝12m ，平板达最大速度v′时，2mg μ＝kx′12μmgx′＝E p 2＋12Mv′2 由题可知E p ∝x 2，即E p 2＝14E p 1解得v′＝12v.5．夏天到了，水上滑梯是人们很喜欢的一个项目，它可简化成如图所示的模型：倾角为θ＝37°斜滑道AB 和水平滑道BC 平滑连接（设经过B 点前后速度大小不变），起点A 距水面的高度H ＝7.0m ，BC 长d ＝2.0m ，端点C 距水面的高度h ＝1.0m ．一质量m ＝60kg 的人从滑道起点A 点无初速地自由滑下，人与AB 、BC 间的动摩擦因数均为μ＝0.2．（取重力加速度g ＝10m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，人在运动过程中可视为质点），求： （1）人从A 滑到C 的过程中克服摩擦力所做的功W 和到达C 点时速度的大小υ； （2）保持水平滑道端点在同一竖直线上，调节水平滑道高度h 和长度d 到图中B ′C′位置时，人从滑梯平抛到水面的水平位移最大，则此时滑道B′C′距水面的高度h ′．【答案】(1) 1200J ；45当h ＇＝2.5m 时，水平位移最大 【解析】 【详解】（1）运动员从A 滑到C 的过程中，克服摩擦力做功为：11W f s mgd μ=+ f 1=μmg cos θ s 1=sin H hθ- 解得W ＝1200J mg （H －h ）－W ＝12mv 2 得运动员滑到C 点时速度的大小v ＝45（2）在从C 点滑出至落到水面的过程中，运动员做平抛运动的时间为t ，h ＇＝12gt 2 下滑过程中克服摩擦做功保持不变W ＝1200J 根据动能定理得：mg （H －h ＇）－W ＝12mv 02运动员在水平方向的位移：x ＝v 0t x当h ＇＝2.5m 时，水平位移最大.6．下雪天，卡车在笔直的高速公路上匀速行驶．司机突然发现前方停着一辆故障车，他将刹车踩到底，车轮被抱死，但卡车仍向前滑行，并撞上故障车，且推着它共同滑行了一段距离l 后停下．事故发生后，经测量，卡车刹车时与故障车距离为L ，撞车后共同滑行的距离825l L =．假定两车轮胎与雪地之间的动摩擦因数相同．已知卡车质量M 为故障车质量m 的4倍．(1)设卡车与故障车相撞前的速度为v 1两车相撞后的速度变为v 2，求12v v(2)卡车司机至少在距故障车多远处采取同样的紧急刹车措施，事故就能免于发生． 【答案】(1)1254v v = (2)32L L '=【解析】(1)由碰撞过程动量守恒12)Mv M m v +=( 则1254v v =① (2)设卡车刹车前速度为v 0，轮胎与雪地之间的动摩擦因数为μ 两车相撞前卡车动能变化22011122Mv Mv MgL μ-= ② 碰撞后两车共同向前滑动，动能变化221()0()2M m v M m gl μ+-=+ ③ 由②式22012v v gL μ-=由③式222v gL μ=又因825l L =可得203v gL μ= 如果卡车滑到故障车前就停止，由2010'2Mv MgL μ-= ④ 故3'2L L =这意味着卡车司机在距故障车至少32L 处紧急刹车，事故就能够免于发生．7．如图所示，倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以6 m/s 的速度运动，运动方向如图所示．一个质量为2 kg 的物体（物体可以视为质点），从h=3.2 m 高处由静止沿斜面下滑，物体经过A 点时，不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其动能损失．物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，物体向左最多能滑到传送带左右两端AB的中点处，重力加速度g=10 m/s2，求：（1）物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间；（2）传送带左右两端AB间的距离l至少为多少；（3）上述过程中物体与传送带组成的系统产生的摩擦热为多少；（4）物体随传送带向右运动，最后沿斜面上滑的最大高度h′为多少？【答案】（1）1.6s （2）12.8m （3）160J （4）h′=1.8m【解析】(1)mgsinθ=ma, h/sinθ=,可得t="1.6" s.(2)由能的转化和守恒得：mgh=μmgl/2，l="12.8" m.(3)在此过程中，物体与传送带间的相对位移:x相=l/2+v带·t,又l/2=，而摩擦热Q=μmg·x相，以上三式可联立得Q="160" J.(4)物体随传送带向右匀加速，当速度为v带="6" m/s时向右的位移为x，则μmgx=，x="3.6" m<l/2，即物体在到达A点前速度与传送带相等，最后以v带="6" m/s的速度冲上斜面，由=mgh′，得h′="1.8" m.滑块沿斜面下滑时由重力沿斜面向下的分力提供加速度，先求出加速度大小，再由运动学公式求得运动时间，由B点到最高点，由动能定理，克服重力做功等于摩擦力做功，由此可求得AB间距离，产生的内能由相互作用力乘以相对位移求得8．如图所示，在方向竖直向上、大小为E=1×106V/m的匀强电场中，固定一个穿有A、B 两个小球（均视为质点）的光滑绝缘圆环，圆环在竖直平面内，圆心为O、半径为R=0.2m．A、B用一根绝缘轻杆相连，A带的电荷量为q=+7×10﹣7C，B不带电，质量分别为m A=0.01kg、m B=0.08kg．将两小球从圆环上的图示位置（A与圆心O等高，B在圆心O的正下方）由静止释放，两小球开始沿逆时针方向转动．重力加速度大小为g=10m/s2．（1）通过计算判断，小球A 能否到达圆环的最高点C ？ （2）求小球A 的最大速度值．（3）求小球A 从图示位置逆时针转动的过程中，其电势能变化的最大值． 【答案】（1）A 不能到达圆环最高点 （2）223m/s （3）0.1344J 【解析】 【分析】 【详解】试题分析：A 、B 在转动过程中，分别对A 、B 由动能定理列方程求解速度大小，由此判断A 能不能到达圆环最高点； A 、B 做圆周运动的半径和角速度均相同，对A 、B 分别由动能定理列方程联立求解最大速度；A 、B 从图示位置逆时针转动过程中，当两球速度为0时，根据电势能的减少与电场力做功关系求解．（1）设A 、B 在转动过程中，轻杆对A 、B 做的功分别为W T 和T W '， 根据题意有：0T T W W +'=设A 、B 到达圆环最高点的动能分别为E KA 、E KB 对A 根据动能定理：qER ﹣m A gR +W T1=E KA 对B 根据动能定理：1T B W m gR E '-= 联立解得：E KA +E KB =﹣0.04J由此可知：A 在圆环最高点时，系统动能为负值，故A 不能到达圆环最高点 （2）设B 转过α角时，A 、B 的速度大小分别为v A 、v B ， 因A 、B 做圆周运动的半径和角速度均相同，故：v A =v B 对A 根据动能定理：221sin sin 2A T A A qER m gR W m v αα-+= 对B 根据动能定理：()2211cos 2T B B B W m gR m v α='-- 联立解得： ()283sin 4cos 49A v αα=⨯+- 由此可得：当3tan 4α=时，A 、B 的最大速度均为max 22/v s = （3）A 、B 从图示位置逆时针转动过程中，当两球速度为零时，电场力做功最多，电势能减少最多，由上可式得：3sinα+4cosα﹣4=0解得：24sin 25α=或sinα=0（舍去） 所以A 的电势能减少：84sin 0.1344625P E qER J J α=== 点睛：本题主要考查了带电粒子在匀强电场中的运动，应用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度和位移等；根据电场力对带电粒子做功，引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理进行解答，属于复杂题．9．图示为一过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的光滑圆形轨道组成，BC 分别是圆形轨道的最低点和最高点，其半径R=1m ，一质量m ＝1kg 的小物块（视为质点）从左側水平轨道上的A 点以大小v 0＝12m ／s 的初速度出发，通过竖直平面的圆形轨道后，停在右侧水平轨道上的D 点．已知A 、B 两点间的距离L 1＝5．75m ，物块与水平轨道写的动摩擦因数μ=0．2，取g ＝10m ／s 2，圆形轨道间不相互重叠，求：（1）物块经过B 点时的速度大小v B ； （2）物块到达C 点时的速度大小v C ；（3）BD 两点之间的距离L 2，以及整个过程中因摩擦产生的总热量Q 【答案】(1) 11/m s (2) 9/m s (3) 72J 【解析】 【分析】 【详解】（1）物块从A 到B 运动过程中，根据动能定理得：22101122B mgL mv mv μ-=- 解得：11/B v m s =（2）物块从B 到C 运动过程中，根据机械能守恒得：2211·222B C mv mv mg R =+ 解得：9/C v m s =（3）物块从B 到D 运动过程中，根据动能定理得：22102B mgL mv μ-=- 解得：230.25L m =对整个过程，由能量守恒定律有：20102Q mv =- 解得：Q=72J【点睛】选取研究过程，运用动能定理解题．动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动．知道小滑块能通过圆形轨道的含义以及要使小滑块不能脱离轨道的含义．10．如图所示，光滑轨道槽ABCD 与粗糙轨道槽GH 通过光滑圆轨道EF 平滑连接(D 、G 处在同一高度)，组成一套完整的轨道，整个装置位于竖直平面内。

高考物理动能与动能定理题20套(带答案)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，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 部分光滑，BC 部分粗糙．现有一个质量m ＝0.10kg 的小物块P 从斜面上端A 点无初速下滑，物块P 与斜面BC 部分之间的动摩擦因数μ＝0.75．取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g ＝10m/s 2，忽略空气阻力．求：（1）物块第一次通过C 点时的速度大小v C ．（2）物块第一次通过D 点时受到轨道的支持力大小F D ． （3）物块最终所处的位置．【答案】（1）32m/s （2）7.4N （3）0.35m 【解析】 【分析】由题中“斜面ABC 下端与光滑的圆弧轨道CDE 相切于C”可知，本题考查动能定理、圆周运动和机械能守恒，根据过程分析，运用动能定理、机械能守恒和牛顿第二定律可以解答． 【详解】（1）BC 长度tan 530.4m l R ==o ，由动能定理可得21()sin 372B mg L l mv -=o代入数据的32m/s B v =物块在BC 部分所受的摩擦力大小为cos370.60N f mg μ==o所受合力为sin 370F mg f =-=o故32m/s C B v v ==（2）设物块第一次通过D 点的速度为D v ，由动能定理得2211(1cos37)22D C mgR mv mv -=-o有牛顿第二定律得2D D v F mg m R-= 联立解得7.4N D F =（3）物块每次通过BC 所损失的机械能为0.24J E fl ∆==物块在B 点的动能为212kB B E mv =解得0.9J kB E = 物块经过BC 次数0.9J=3.750.24Jn =设物块最终停在距离C 点x 处，可得()sin 37(3+)0mg L x f l x --=o代入数据可得0.35m x =2．如图所示，水平地面上一木板质量M ＝1 kg ，长度L ＝3.5 m ，木板右侧有一竖直固定的四分之一光滑圆弧轨道，轨道半径R ＝1 m ，最低点P 的切线与木板上表面相平．质量m ＝2 kg 的小滑块位于木板的左端，与木板一起向右滑动，并以0v 39m /s =的速度与圆弧轨道相碰，木板碰到轨道后立即停止，滑块沿木板冲上圆弧轨道，后又返回到木板上，最终滑离木板．已知滑块与木板上表面间的动摩擦因数μ1＝0.2，木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1，g 取10 m/s 2．求： (1)滑块对P 点压力的大小；(2)滑块返回木板上时，木板的加速度大小； (3)滑块从返回木板到滑离木板所用的时间．【答案】(1)70 N (2)1 m/s 2 (3)1 s 【解析】 【分析】 【详解】(1)滑块在木板上滑动过程由动能定理得： －μ1mgL ＝12mv 2－1220mv解得：v ＝5 m/s在P 点由牛顿第二定律得：F －mg ＝m 2v r解得：F ＝70 N由牛顿第三定律，滑块对P 点的压力大小是70 N (2)滑块对木板的摩擦力F f 1＝μ1mg ＝4 N 地面对木板的摩擦力 F f 2＝μ2(M ＋m )g ＝3 N对木板由牛顿第二定律得：F f 1－F f 2＝Ma a ＝12f f F F M－＝1 m/s 2(3)滑块滑上圆弧轨道运动的过程机械能守恒，故滑块再次滑上木板的速度等于v ＝5 m/s 对滑块有：(x ＋L )＝vt －12μ1gt 2 对木板有：x ＝12at 2 解得：t ＝1 s 或t ＝73s(不合题意，舍去) 故本题答案是： (1)70 N (2)1 m/s 2 (3)1 s 【点睛】分析受力找到运动状态，结合运动学公式求解即可．3．如图所示，固定的粗糙弧形轨道下端B 点水平，上端A 与B 点的高度差为h 1＝0.3 m ，倾斜传送带与水平方向的夹角为θ＝37°，传送带的上端C 点到B 点的高度差为h 2＝0.1125m(传送带传动轮的大小可忽略不计)．一质量为m ＝1 kg 的滑块(可看作质点)从轨道的A 点由静止滑下，然后从B 点抛出，恰好以平行于传送带的速度从C 点落到传送带上，传送带逆时针传动，速度大小为v ＝0.5 m/s ，滑块与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.8，且传送带足够长，滑块运动过程中空气阻力忽略不计，g ＝10 m/s 2，试求：(1).滑块运动至C 点时的速度v C 大小；(2).滑块由A 到B 运动过程中克服摩擦力做的功W f ； (3).滑块在传送带上运动时与传送带摩擦产生的热量Q . 【答案】（1）2.5 m/s （2）1 J （3）32 J【解析】本题考查运动的合成与分解、动能定理及传送带上物体的运动规律等知识。

1、 一质量为1kg 的物体被人用手由静止向上提高 (1)物体克服重力做功• (2)合外力对物体做功.解：⑴ m 由 A 到 B ：W Gmgh 10J克服重力做功10W 克G W G 10J C12⑵m 由A 到B ,根据动能定理11： W -mv2⑶ m 由 A 到 B ： W W G W FW F 12J2、 一个人站在距地面高 h = 15m 处，将一个质量为 上抛出• (1)若不计空气阻力，求石块落地时的速度 ⑵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.1 2 解：(1) m 由A 到B :根据动能定理： mgh mv⑵m 由A 到B ,根据动能定理12：1 2 1 2 mgh Wmv t mv oW 1.95J2 23a 、运动员踢球的平均作用力为200N ，把一个静止的质量为在水平面上运动 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13：1 2 W mv 0 0 50J 2(3b)球在运动员踢球的过程中，根据动能定理14W 】mv 2-mv 22 210不能写成：W G mgh 10J .在没有特别说明的情况下，临 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. 11也可以简写成：“m ： A B : Q W EJ',其中 W E k 表示动能定理. 12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. 13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 14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(3)手对物体做功.B m0 2J* N hA±+ mgm = 100g 的石块以v o = 10m/s 的速度斜向 V.1kg 的球以10m/s 的速度踢出,v 0 0 v ； v 0m_O A Bmg mg1m ，这时物体的速度是 2m/s ，求:4、在距离地面高为 H 处，将质量为 m 的小钢球以初速度 v o 竖直下抛，落地后，小钢球陷入泥 土中的深度为h 求：(2)泥土对小钢球的阻力是恒力还是变力 (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) m 由1状态到3状态15 16:根据动能定理:Fs 1 cos0omgscos180° 0 0s 100m15也可以用第二段来算s 2，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：o12mgs 2 cos180 0 mv s 70m则总位移s s, s?100m .(1)求钢球落地时的速度大小v.(3)求泥土阻力对小钢球所做的功 mgmgH12 12 mv mv 0 2 2(2)变力 6.(3) m 由B 到C ,根据动能定理： mgh W1 2 mv 2W f1 2mv 0 mg v tW f2 mv 02mg Hcos180°2h5、在水平的冰面上，以大小为 F=20N 冰车受到的摩擦力是它对冰面压力的 进了一段距离后停止.取g = 10m/s 2. (1)撤去推力F 时的速度大小. I 程s. I 的水平推力，推着质量 0. 01倍,当冰车前进了 .求：(2)冰车运动的总路m=60kg S 1=30m 的冰车， 后,撤去推力F ，冰车又前 由静止开始运动•解：(1) m 由1状态到2状态：根据动能定理7 F& cos0oo1 2mgs cos180 — mv 014m/s 3.74m/sv6、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：⑴m由A到C9：根据动能定理：mgR W f 0 0W f mgR 8J⑵ m 由 B 到C: W f mg x cos180°0.27、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：⑴m由B到C :根据动能定理：mg I cos180°v B 2m/s1 2⑵ m由A到B:根据动能定理：mgR W f mv(3 02克服摩擦力做功W克f W f 0.5J8、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I，斜面倾角为，物体在斜面上运动的水平位移为s,，在水平面上运动的位移为S2，如图所示10.m由A到B :根据动能定理：mgh mg cos I cos180o mgs2 cos180°0 0又Q I cos s i、s S1 S2h则: h s 0即:ss9也可以分段计算，计算过程略10、汽车质量为 m = 2 x 103kg ，沿平直的路面以恒定功率 达到最大速度20m/s.设汽车受到的阻力恒定.求：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 从斜面的顶端以初速度 v o 沿斜面滑下，则停在平面上的 C 点•已知AB = BC 克服摩擦力做的功• ° A 故功 解：设斜面长为I , AB 和BC 之间的距离均为s ,物体在斜面上摩擦力 O 到B :根据动能定理: mgh W f 2 s cos180o 0 0 O 到C :根据动能定理: mgh W f 2 2s cos180° 1 2mv 2mgB 点•若该物体 ，求物体在斜面上N i厂ABN 2W f-mv 2 mgh 2克服摩擦力做功W 克 f W fmgh 1 2mv o2(1)阻力的大小. ⑵这一过程牵引力所做的功 (3)这一过程汽车行驶的距离解12 : (1)汽车速度v 达最大v m 时，有F f ，故:P F v m f v mf 1000N(2)汽车由静止到达最大速度的过程中： 6 g Pt 1.2 10 J (2)汽车由静止到达最大速度的过程中，由动能定理： mg mg l cos180o 1 2mv m 2l 800m 11. AB 是竖直平面内的四分之一圆弧轨道，在下端 A 点起由静止开始沿轨道下滑。

【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。

动能与动能定理经典习题及答案(免费》动能和动能定理的应用典例分析1.正确答案是B。

只有物体克服阻力做功时，它的动能减少。

2.正确答案是C。

当物体在合外力作用下作变速运动时，动能会变化。

3.正确答案是B。

甲和乙滑行的距离相同，因为它们具有相同的初动能。

4.正确答案是B。

动力做的功不为零，因为物体在做匀速运动时需要克服摩擦力的阻力。

5.正确答案是C。

撤去的那个力不再做功，但没有撤去的力仍可能做功。

6.正确答案是D。

因为物体做匀速圆周运动，所以外力对物体所做的功为零。

7.正确答案是16J。

水平力对物体做的功等于物体动能的变化量，即1/2mv^2-1/2mv^2=16J。

8.机车的功率为242.2kW，所受阻力的数值为9.58kN。

9.沙坑对球的平均阻力是其重力的10倍。

根据动能定理，球在下落过程中失去的动能等于沙坑对球做的功，因此可以求出沙坑对球做的功，从而得到平均阻力的大小。

1.飞行子弹打入放在光滑水平面上的木块中深入2cm，未穿出。

同时，木块滑动了1cm。

求子弹动能的变化、木块获得的动能和由于摩擦增加的内能的比。

2.一质量为M、厚度为d的方木块静止在光滑的水平面上。

一子弹以初速度v水平射穿木块。

子弹的质量为m，木块对子弹的阻力为F且始终不变。

在子弹射穿木块的过程中，木块发生的位移为L。

求子弹射穿木块后，子弹和木块的速度各为多少？3.物体质量为10kg，在平行于斜面的拉力F作用下沿斜面向上运动。

斜面与物体间的动摩擦因数为0.1.当物体运动到斜面中点时，去掉拉力F，物体刚好能运动到斜面顶端停下。

斜面倾角为30°。

求拉力F多大？（g=10m/s）4.质量为4t的汽车以恒定功率沿平直公路行驶。

在一段时间内前进了100m，其速度从36km/h增加到54km/h。

若车受到的阻力恒定，且阻力因数为0.02，求这段时间内汽车所做的功。

（g=10m/s）5.子弹以某速度击中静止在光滑水平面上的木块。

当子弹进入木块深度为x时，木块相对水平面移动距离为L。

探究功与速度的变化规律及动能定理周末练习本周练习1．以10m/s的初速度竖直向上抛出一个质量为0.5kg的物体，它上升的最大高度为4m。

设空气对物体的阻力大小不变，则物体落回抛出点时的动能为________J。

2．一物体以初速度v0从倾角为α的斜面底端冲上斜面，到达某一高度后又返回，回到斜面底端的速度为v t，则斜面与物体间的摩擦因数为____________。

3．汽车拉着拖车在平直的公路上匀速行驶，突然拖车与汽车脱钩，而汽车的牵引力不变，各自受的阻力不变，则在拖车停止运动前A．汽车和拖车的总动量不变 B．汽车和拖车的总动能不变C．汽车和拖车的总动量增加 D．汽车和拖车的总动能增加4．一木块静止于光滑水平面上，水平飞行的子弹击中木块后，射入的深度为d1；若两块同样的木块沿子弹射来的方向靠在一起排放，被相同的子弹射中，射入的深度为d2，则有A．d1>d2 B．d1=d2 C．d1<d2 D．无法确定5．一质量为m，动能为E K的子弹，沿水平方向射入一静止在光滑水平面上的木块，并最终留在木块中。

若木块的质量为9m，则A．木块对子弹做的功为0.99E KB．木块对子弹做的功为0.9E KC．子弹对木块做的功为0.09E KD．子弹对木块做的功与木块对子弹做的功数值相等6．水平飞行的子弹，打穿固定在水平地面上的木块，经历的时间为Δt1，机械能转化为内能的量为ΔE1。

同样的子弹以相同的速度打穿放在光滑水平地面上的同样的木块，经历的时间为Δt2，机械能转化为内能的量为ΔE2。

假定在上述情况下，子弹在木块中受到的阻力相同，下列说法正确的是A．Δt1 < Δt2 ，ΔE1 =ΔE2 B．Δt1 > Δt2 ，ΔE1 > ΔE2C．Δt1 = Δt2 ，ΔE1 <ΔE2 D．Δt1 = Δt2 ，ΔE1 = ΔE27．如图所示，轻质长绳水平地跨在相距2的两个小定滑轮A、B上，质量为m的物块悬挂在绳上O点，O点与A、B两滑轮的距离相等。

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。