18学年高中物理课时跟踪检测十六动能和动能定理2180122349
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课时跟踪检测(一)曲线运动1.(多选)下列说法中正确的是( )A.做曲线运动的物体,速度方向一定变化B.速度方向发生变化的运动一定是曲线运动C.速度变化的运动一定是曲线运动D.做曲线运动的物体一定具有加速度解析:选AD 做曲线运动的物体,其运动轨迹上某点的切线方向表示速度的方向,切线方向是时刻变化的,故速度方向一定变化,A正确。
向空中竖直上抛一小球,小球减速至最高点后又反向做加速运动,小球在运动中速度的方向和大小都发生了改变,但其运动是直线运动,B、C错误。
做曲线运动的物体的速度一定是变化的,即Δv≠0,故物体一定具有加速度,D正确。
2.(多选)(全国乙卷)一质点做匀速直线运动。
现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则( )A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D.质点单位时间内速率的变化量总是不变解析:选BC 质点原来做匀速直线运动,说明所受合外力为0,当对其施加一恒力后,恒力的方向与原来运动的速度方向关系不确定,则质点可能做直线运动,也可能做曲线运动,但加速度的方向一定与该恒力的方向相同,选项B、C正确。
3.如图1所示,篮球沿优美的弧线穿过篮筐,图中能正确表示篮球在相应点速度方向的是( )图1A.v1B.v2C.v3D.v4解析:选C 依据曲线运动特征可知:物体做曲线运动时,任意时刻的速度方向是曲线上该点的切线方向,所以图中能正确表示篮球在相应点速度方向的只有v3,故C正确。
4.(多选)下列关于力和运动关系的说法中,正确的是( )A.物体做曲线运动,一定受到了力的作用B.物体做匀速运动,一定没有力作用在物体上C.物体运动状态变化,一定受到了力的作用D.物体受到摩擦力作用,运动状态一定会发生改变解析:选AC 物体做曲线运动,一定受到与速度不在同一直线上的力的作用,A对;匀速运动的物体所受合力为零,并不是不受力的作用,B错;力是改变物体运动状态的原因,C对;受摩擦力作用仍可能处于平衡状态,D错。
高中物理动能与动能定理技巧和方法完整版及练习题一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1.如图所示,竖直平面内有一固定的光滑轨道ABCD,其中AB是足够长的水平轨道,B端与半径为R的光滑半圆轨道BCD平滑相切连接,半圆的直径BD竖直,C点与圆心O等高.现有一质量为m的小球Q静止在B点,另一质量为2m的小球P沿轨道AB向右匀速运动并与Q发生对心碰撞,碰撞后瞬间小球Q对半圆轨道B点的压力大小为自身重力的7倍,碰撞后小球P恰好到达C点.重力加速度为g.(1)求碰撞前小球P的速度大小;(2)求小球Q离开半圆轨道后落回水平面上的位置与B点之间的距离;(3)若只调节光滑半圆轨道BCD半径大小,求小球Q离开半圆轨道D点后落回水平面上的位置与B点之间的距离最大时,所对应的轨道半径是多少?【答案】(1)(2)(3)【解析】【分析】【详解】设小球Q在B处的支持力为;碰后小球Q的速度为,小球P的速度为;碰前小球P 的速度为;小球Q到达D点的速度为.(1)由牛顿第三定律得小球Q在B点碰后小球Q在B点由牛顿第二定律得:碰后小球P恰好到C点,由动能定理得:P、Q对心碰撞,由动量守恒得:联立解得:(2)小球Q从B到D的过程中,由动能定理得:解得,所以小球Q能够到达D点由平抛运动规律有:联立解得(3)联立解得:当时x 有最大值所以【点睛】解决本题时要抓住弹簧的形变量相等时弹性势能相等这一隐含的条件,正确分析能量是如何转化,分段运用能量守恒定律列式是关键.2.如图所示,斜面高为h ,水平面上D 、C 两点距离为L 。
可以看成质点的物块从斜面顶点A 处由静止释放,沿斜面AB 和水平面BC 运动,斜面和水平面衔接处用一长度可以忽略不计的光滑弯曲轨道连接,图中没有画出,不计经过衔接处B 点的速度大小变化,最终物块停在 水平面上C 点。
已知物块与斜面和水平面间的滑动摩擦系数均为μ。
请证明:斜面倾角θ稍微增加后,(不改变斜面粗糙程度)从同一位置A 点由静止释放物块,如图中虚线所示,物块仍然停在同一位置C 点。
——教学资料参考参考范本——【高中教育】最新高中物理课时跟踪检测十八能量守恒定律与能源新人教版必修2______年______月______日____________________部门1.一个物体沿粗糙斜面匀速滑下,则下列说法中正确的是( )A.物体机械能不变,内能不变B.物体机械能减少,内能不变C.物体机械能减少,内能增加,机械能与内能总量减少D.物体机械能减少,内能增加,机械能与内能总量不变解析:选D 物体沿粗糙斜面匀速滑下,由于摩擦,内能增加,机械能减少,由能量守恒可知,机械能转化成内能,但机械能和内能的总量不变。
故A、B、C错误,D正确。
2.在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置,体验者在风力作用下漂浮在半空。
若减小风力,体验者在加速下落过程中( )A.失重且机械能增加B.失重且机械能减少C.超重且机械能增加D.超重且机械能减少解析:选B 据题意,体验者漂浮时受到的重力和风力平衡;在加速下降过程中,风力小于重力,即重力对体验者做正功,风力做负功,体验者的机械能减小;加速下降过程中,加速度方向向下,体验者处于失重状态,故选项B正确。
3.一质量均匀、不可伸长的绳索,重为G,A、B两端固定在天花板上,现在最低点C处施加一竖直向下的力,将最低点缓慢拉至D点,在此过程中,绳的重心位置( )图1B.逐渐降低A.逐渐升高D.始终不变C.先降低后升高解析:选A 外力对绳索做正功,绳索的机械能增加,由于绳索的动能不变,增加的必是重力势能,重力势能增加是重心升高的结果,故A正确。
4。
(多选)在最近几年的空调市场上出现一个新宠——变频空调,据专家介绍变频空调比定频的要节能,因为定频空调开机时就等同于汽车启动时,很耗能,是正常运行的5~7倍。
空调在工作时达到设定温度就停机,等温度高了再继续启动。
这样的频繁启动,耗电多,而变频空调启动时有一个由低到高的过程,而运行过程是自动变速来保持室内温度,从开机到关机中间不停机。
2018-2019学年人教版高中物理必修二7.7 动能动能定理同步练习(共20题;共20分)1.(1分)关于物体的动能,下列说法正确的是()A.质量大的物体,动能一定大B.速度大的物体,动能一定大C.速度方向变化,动能一定变化D.物体的质量不变,速度变为原来的两倍,动能将变为原来的四倍2.(1分)改变汽车的质量和速度,都能使汽车的动能发生改变,在下列几种情况下,汽车的动能可以变为原来4倍的是()A.质量不变,速度增大到原来2倍B.速度不变,质量增大到原来2倍C.质量减半,速度增大到原来4倍D.速度减半,质量增大到原来4倍3.(1分)某物体做变速直线运动,在t1时刻速率为v,在t2时刻速率为nv,则在t2时刻的动能是t1时刻的()A.n倍B.n/2倍C.n2倍D.n2/4倍4.(1分)子弹以水平速度v射入静止在光滑水平面上的木块M,并留在其中,则()A.子弹克服阻力做功与木块获得的动能相等B.阻力对子弹做功小于子弹动能的减少C.子弹克服阻力做功与子弹对木块做功相等D.子弹克服阻力做功大于子弹对木块做功5.(1分)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.(1分)关于做功和物体动能变化的关系,正确的是()A.只有动力对物体做功时,物体动能可能减少B.物体克服阻力做功时,它的动能一定减少C.动力和阻力都对物体做功,物体的动能一定变化D.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7.(1分)用起重机将质量为m的物体匀速地吊起一段距离,那么作用在物体上各力的做功情况应该是下面的哪种说法()A.重力做正功,拉力做负功,合力做功为零B.重力做负功,拉力做正功,合力做正功C.重力做负功,拉力做正功,合力做功为零D.重力不做功,拉力做正功,合力做正功8.(1分)若物体在运动过程中受到的合外力不为零,则()A.物体的动能不可能总是不变的B.物体的加速度一定变化C.物体的速度方向一定变化D.物体所受合外力做的功可能为零9.(1分)质量不等,但具有相同初动能的两个物体,在摩擦系数相同的水平地面上滑行,直到停止,则()A.质量大的物体滑行的距离大B.质量小的物体滑行的距离大C.它们滑行的距离一样大D.它们克服摩擦力所做的功一样多10.(1分)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11.(1分)质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上,若物体受水平力F的作用从静止起通过位移s时的动能为E1,当物体受水平力2F作用,从静止开始通过相同位移s,它的动能为E2,则()A.E2=E1B.E2=2 E1C.E2>E1D.E1<E2<2 E112.(1分)质量为m,速度为v的子弹,能射入固定的木板L深。
课时跟踪检测(二)感应电动势与电磁感应定1.在如图1所示的几种情况中,金属导体中产生的感应电动势为Blv的是( )图1A.乙和丁B.甲、乙、丁C.甲、乙、丙、丁 D.只有乙解析:选B 甲、乙、丁三图中,B、v、l两两垂直,且l为有效切割长度,产生的感应电动势都为E=Blv,丙图中E=Blv sin θ。
2.(多选)无线电力传输系统基于电磁感应原理,两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置,如图2所示。
下列说法正确的是( )图2A.若A线圈中输入电流,B线圈中就会产生感应电动势B.只有A线圈中输入变化的电流,B线圈中才会产生感应电动势C.A中电流越大,B中感应电动势越大D.A中电流变化越快,B中感应电动势越大解析:选BD 根据产生感应电动势的条件,只有处于变化的磁场中,B线圈才能产生感应电动势,A错、B对;根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小取决于磁通量变化率,所以C错,D对。
3.(多选)将一磁铁缓慢或者迅速地插到闭合线圈中的同一位置,不发生变化的物理量是( )A.磁通量的变化量B.磁通量的变化率C.感应电流的大小D.流过导体横截面的电荷量解析:选AD 将磁铁插到同一位置,磁通量的变化量相同,而用时不同,所以磁通量的变化率不同,A 对、B 错。
感应电动势不同,感应电流不同,C 错。
由q =I Δt =E RΔt =ΔΦΔt ·R ·Δt =ΔΦR可知,电荷量相同,D 对,故选A 、D 。
4.如图3所示,半径为R 的n 匝线圈套在边长为a 的正方形之外,匀强磁场垂直穿过该正方形,当磁场以ΔBΔt的变化率变化时,线圈中产生的感应电动势的大小为( )图3A .πR2ΔB ΔtB .a2ΔB ΔtC .n πR2ΔB ΔtD .na2ΔB Δt解析:选D 线圈在磁场中的有效面积为a 2,据法拉第电磁感应定律可得E =na 2ΔB Δt,故选D 。
5.如图4所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B 。
课时跟踪检测(七) 行星的运动1.关于天体的运动,以下说法中正确的是( ) A .天体的运动与地面上物体的运动遵循不同的规律 B .天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动 C .太阳从东边升起,从西边落下,所以太阳绕地球运动 D .太阳系中所有行星都绕太阳运动解析:选D 天体的运动与地面上物体的运动都遵循相同的物理规律,即牛顿三大定律,故A 错误。
天体的运动轨道都是椭圆,而不是圆,只是将椭圆当成圆处理,故B 错误。
太阳从东边升起,又从西边落下,是地球自转的结果,故C 错误。
2.(多选)下列说法中正确的是( )A .地球是宇宙的中心,太阳、月球及其他行星都绕地球运动B .太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动C .地球是绕太阳运动的一颗行星D .日心说和地心说都不完善解析:选CD 地心说和日心说都不完善,太阳、地球等天体都是运动的,不可能静止,故B 错误,D 正确。
地球是绕太阳运动的普通行星,并非宇宙的中心天体,故A 错误,C 正确。
3.(多选)下列关于对开普勒第三定律a 3T2=k 的理解,正确的是( )A .T 表示行星的自转周期B .k 是一个仅与中心天体有关的常量C .该定律既适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕行星的运动D .若地球绕太阳运转的半长轴为a 1,周期为T 1,月球绕地球运转的半长轴为a 2,周期为T 2,由开普勒第三定律可得a 13T 12=a 23T 22解析:选BC4.(多选)如图1所示,对开普勒第一定律的理解,下列说法中正确的是( )图1A .在行星绕太阳运动一周的时间内,它离太阳的距离是不变的B .在行星绕太阳运动一周的时间内,它离太阳的距离是变化的C .某个行星绕太阳运动的轨道一定是在某一固定的平面内D .某个行星绕太阳运动的轨道一定不在一个固定的平面内解析:选BC 根据开普勒第一定律(轨道定律)的内容可以判定:行星绕太阳运动的轨道是椭圆,有时远离太阳,有时靠近太阳,所以它离太阳的距离是变化的,选项A 错误,B 正确;行星围绕着太阳运动,由于受到太阳的引力作用而被约束在一定的轨道上,选项C 正确,D 错误。
课时跟踪检测(十六) 动能定理及其应用 [A 级——基础小题练熟练快]1.(2018·江苏高考)从地面竖直向上抛出一只小球,小球运动一段时间后落回地面。
忽略空气阻力,该过程中小球的动能E k 与时间t 的关系图像是( )解析:选A 小球做竖直上抛运动,设初速度为v 0,则v =v 0-gt ,小球的动能E k =12m v 2,把速度v 代入得,E k =12mg 2t 2-mg v 0t +12m v 02,E k 与t 为二次函数关系。
2.(2019·莆田模拟)如图所示,在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m 的小球A ,若将小球A 从弹簧原长位置由静止释放,小球A 能够下降的最大高度为h 。
若将小球A 换为质量为3m 的小球B ,仍从弹簧原长位置由静止释放,则小球B下降h 时的速度为(重力加速度为g ,不计空气阻力)( )A .2ghB . 4gh 3C .gh D. gh 2解析:选B 小球A 下降h 过程小球克服弹簧弹力做功为W 1,根据动能定理,有mgh-W 1=0;小球B 下降过程,由动能定理有3mgh -W 1=12·3m v 2-0,解得:v = 4gh 3,故B 正确。
3.质量m =10 kg 的物体只在变力F 作用下沿水平方向做直线运动,F 随坐标x 的变化关系如图所示。
若物体从坐标原点处由静止出发,则物体运动到x =16 m 处时的速度大小为( )A .3 m /sB .4 m/sC .2 2 m/sD .17 m/s 解析:选C F -x 图线与x 轴围成的面积表示力F 所做的功,则这段过程中,外力做功为W =12×(4+8)×10 J -12×4×10 J =40 J ,根据动能定理得W =12m v 2,解得v =2W m =2×4010 m/s =2 2 m/s ,故C 正确,A 、B 、D 错误。
高中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.某小型设备工厂采用如图所示的传送带传送工件。
传送带由电动机带动,以2m/s v =的速度顺时针匀速转动,倾角37θ=︒。
工人将工件轻放至传送带最低点A ,由传送带传送至最高点B 后再由另一工人运走,工件与传送带间的动摩擦因数为78μ=,所运送的每个工件完全相同且质量2kg m =。
传送带长度为6m =L ,不计空气阻力。
(工件可视为质点,sin370.6︒=,cos370.8︒=,210m /s g =)求:(1)若工人某次只把一个工件轻放至A 点,则传送带将其由最低点A 传至B 点电动机需额外多输出多少电能?(2)若工人每隔1秒将一个工件轻放至A 点,在传送带长时间连续工作的过程中,电动机额外做功的平均功率是多少?【答案】(1)104J ;(2)104W 【解析】 【详解】 (1)对工件cos sin mg mg ma μθθ-=22v ax =1v at =12s t =得2m x =12x vt x ==带 2m x x x =-=相带由能量守恒定律p k E Q E E =+∆+∆电即21cos sin 2E mg x mgL mv μθθ=⋅++电相代入数据得104J E =电(2)由题意判断,每1s 放一个工件,传送带上共两个工件匀加速,每个工件先匀加速后匀速运动,与带共速后工件可与传送带相对静止一起匀速运动。
匀速运动的相邻的两个工件间距为2m x v t ∆=∆=L x n x -=∆得2n =所以,传送带上总有两个工件匀加速,两个工件匀速 则传送带所受摩擦力为2cos 2sin f mg mg μθθ=+电动机因传送工件额外做功功率为104W P fv ==2.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 1=0.3kg 和m 2=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。
课时跟踪检测(十八)动能定理及其应用[A级——基础小题练熟练快]★1、A、B两物体在光滑水平面上,分别在相同的水平恒力F作用下,由静止开始通过相同的位移l.若A的质量大于B的质量,则在这一过程中()A、A获得动能较大B、B获得动能较大C、A、B获得动能一样大D、无法比较A、B获得动能大小解析:选C由动能定理可知恒力F做功W=Fl=12m v2-0,因为F、l相同,所以A、B的动能变化相同,C正确.★2、如图所示,小球以初速度v从A点沿不光滑的轨道运动到高为h的B点后自动返回,其返回途中仍经过A点,水平轨道与倾斜轨道之间用平滑圆弧连接(图中没画出).则返回时经过A点的速度v的大小为()A、v02-4ghB、4gh-v02C、v02-2ghD、2gh-v02解析:选B由动能定理得,小球由A到B过程有-mgh-W f=0-12m v02,小球由B到A过程有mgh-Wf=12m v2-0,联立解得v=4gh-v02,B正确.★3、[多选]光滑水平面上静止的物体,受到一个水平拉力F作用开始运动,拉力随时间变化如图所示,用E k、v、x、P分别表示物体的动能、速度、位移和水平拉力的功率,下列四个图像中分别定性描述了这些物理量随时间变化的情况,正确的是( )解析:选BD 由动能定理,Fx =F ·12at 2=E k ,选项A 错误;在水平拉力F 作用下,做匀加速直线运动,选项B 正确;其位移x =12at 2,选项C 错误;水平拉力的功率P =F v =Fat ,选项D 正确.★4、一个质量为m 的物体静止放在光滑水平面上,在互成60°角的大小相等的两个水平恒力作用下,经过一段时间,物体获得的速度为v ,在力的方向上获得的速度分别为v 1、v 2,如图所示,那么在这段时间内,其中一个力做的功为( )A 、16m v 2B 、14m v 2C 、13m v 2D 、12m v 2 解析:选B 在合力F 的方向上,由动能定理得W =Fl =12m v 2,某个分力的功为W1=12W =14m v 2,B 正确. ★5、如图所示,在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m 的小球A ,若将小球A 从弹簧原长位置由静止释放,小球A 能够下降的最大高度为h .若将小球A 换为质量为3m 的小球B ,仍从弹簧原长位置由静止释放,则小球B 下降h 时的速度为(重力加速度为g ,不计空气阻力)( )A 、2ghB 、4gh 3 C 、gh D 、gh 2解析:选B小球A下降h过程小球克服弹簧弹力做功为W1,根据动能定理,有mgh-W1=0;小球B下降过程,由动能定理有3mgh-W1=12·3m v2-0,解得:v=4gh3,故B正确.6、(2018·西安质检)静止在粗糙水平面上的物块在水平向右的拉力作用下做直线运动,t=4 s时停下,其v-t图像如图所示,已知物块与水平面间的动摩擦因数处处相同,则下列判断正确的是()A、整个过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功B、整个过程中拉力做的功等于零C、t=2 s时刻拉力的瞬时功率在整个过程中最大D、t=1 s到t=3 s这段时间内拉力不做功解析:选A对物块运动全过程应用动能定理得:W F-W f=0,故A 正确,B错误;物块在加速运动过程中受到的拉力最大,故t=1 s时拉力的瞬时功率为整个过程中拉力功率的最大值,C错误;t=1 s到t=3 s这段时间内,拉力与摩擦力平衡,拉力做正功,D错误.[B级——中档题目练通抓牢]7、如图所示,一块长木板B放在光滑的水平面上,在B上放一A物体,现以恒定的外力拉B,使A、B间产生相对滑动,如果以地面为参考系,A、B都向前移动一段距离.在此过程中()A、外力F做的功等于A和B动能的增量B、B对A的摩擦力所做的功,等于A的动能增量C、A对B的摩擦力所做的功,等于B对A的摩擦力所做的功D、外力F对B做的功等于B的动能的增量解析:选B外力F做的功等于A、B动能的增量与A、B间摩擦产生的内能之和,A错误;A物体所受的合外力等于B对A的摩擦力,对A物体运用动能定理,则有B对A的摩擦力所做的功等于A的动能的增量,即选项B正确;A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,但是由于A在B上滑动,A、B对地的位移不等,故二者做功不相等,C错误;对B应用动能定理,W F-W f=ΔE k B,即W F=ΔE k B+W f,就是外力F对B做的功,等于B的动能增量与B克服摩擦力所做的功之和,D错误.8、[多选]质量为1 kg的物体静止在粗糙的水平地面上,在一水平外力F的作用下运动,如图甲所示,外力F和物体克服摩擦力f做的功与物体位移的关系如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2.下列分析正确的是()A、物体与地面之间的动摩擦因数为0.2B、物体运动的位移为13 mC、物体在前3 m运动过程中的加速度为3 m/s2D、x=9 m时,物体的速度为3 2 m/s解析:选ACD 由摩擦力做功的图像可知,W =μmg ·x =20 J,解得:μ=0.2,A 正确;由f =μmg =2 N,f ·x =W f =27 J 可得:x =13.5 m,B 错误;又W F =F ·x ,可解得:前3 m 内,F =153N =5 N,由F -f =ma 可得:a =3 m/s 2,C 正确;由动能定理可得:W F -fx =12m v 2,解得:x =9 m 时物体的速度v =3 2 m/s,D 正确.★9、某星球半径为R =6×106 m,假设该星球表面上有一倾角为θ=30°的固定斜面体,一质量为m =1 kg 的小物块在力F 作用下从静止开始沿斜面向上运动,力F 始终与斜面平行,如图甲所示.已知小物块和斜面间的动摩擦因数μ=33,力F 随位移x 变化的规律如图乙所示(取沿斜面向上为正方向),如果小物块运动12 m 时速度恰好为零,已知万有引力常量G =6.67×10-11 N·m 2/kg 2.试求:(计算结果保留一位有效数字)(1)该星球表面上的重力加速度g 的大小;(2)该星球的平均密度.解析:(1)设该星球表面的重力加速度为g ,物块上滑过程中力F 所做的功W F =(15×6-3×6)J =72 J,由动能定理得:W F -mg sin θ·x -μmg cos θ·x =0,解得:g =6 m/s 2.(2)在星球表面重力与万有引力相等,mg =G Mm R 2 可得星球的质量为:M =gR 2G所以星球的密度ρ=M V =gR 2G 43πR 3=3g 4πGR =3×64×3.14×6.67×10-11×6×106kg/m 3 ≈4×103 kg/m 3.答案:(1)6 m /s 2 (2)4×103 kg/m 310、(2018·晋城调研)如图甲所示,一滑块从平台上A 点以初速度v 0向右滑动,从平台上滑离后落到地面上的落地点离平台的水平距离为s ,多次改变初速度的大小,重复前面的过程,根据测得的多组v 0和s ,作出s 2-v 02图像如图乙所示,滑块与平台间的动摩擦因数为0.3,重力加速度g =10 m/s 2.(1)求平台离地的高度h 及滑块在平台上滑行的距离d ;(2)若将滑块的质量增大为原来的2倍,滑块从A 点以4 m/s 的初速度向右滑动,求滑块滑离平台后落地时的速度大小v ′及落地点离平台的水平距离s 的大小.解析:(1)设滑块滑到平台边缘时的速度为v ,根据动能定理得:-μmgd =12m v 2-12m v 02 ①滑块离开平台后做平抛运动,则有:h =12gt 2 ② s =v t ③联立以上三式得:s 2=2h g v 02-4μhd ④由图像得:图像的斜率等于2h g ,即:2h g =222-12=0.2 ⑤解得:h =1 m且当s =0时,v 02=12,代入④式解得:d =2 m.(2)由①得:v =2 m/s滑块离开平台后做平抛运动,则有:h =12gt 2 ⑥ 得:t = 2hg = 2×110 s =55 s ⑦ 滑块滑离平台后落地时的速度为: v ′=v 2+(gt )2=2 6 m/s落地点离平台的水平距离s 的大小为:s =v t =2×55 m =255m.答案:(1)1 m 2 m(2)2 6 m/s 255m[C级——难度题目自主选做]11、(2018·玉门模拟)如图甲所示,一质量为4 kg的物体静止在水平地面上,让物体在随位移均匀减小的水平推力F作用下开始运动,推力F随位移x变化的关系如图乙所示,已知物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10 m/s2,则下列说法正确的是()A、物体先做加速运动,推力撤去时开始做减速运动B、物体在水平地面上运动的最大位移是10 mC、物体运动的最大速度为215 m/sD、物体在运动中的加速度先变小后不变解析:选B当推力小于摩擦力时物体就开始做减速运动,选项A 错误;题图乙中图线与x轴所围面积表示推力对物体做的功,可得推力做的功W=12×4×100 J=200 J,根据动能定理有W-μmgx m=0,得x m=10 m,选项B正确;当推力与摩擦力平衡时,加速度为零,速度最大,由题图乙得F=100-25x(N),当F=μmg=20 N时x=3.2 m,由动能定理得:12(100+20)·x-μmg·x=12m v m2,解得物体运动的最大速度vm=8m/s,选项C错误;物体运动中当推力由100 N减小到20 N的过程中,加速度逐渐减小,当推力由20 N 减小到0的过程中,加速度又反向增大,此后加速度不变,故D 项错误.12、[多选](2018·鸡西模拟)如图所示,内壁光滑半径大小为R 的圆轨道竖直固定在桌面上,一个质量为m 的小球静止在轨道底部A 点.现用小锤沿水平方向快速击打小球,击打后迅速移开,使小球沿轨道在竖直面内运动.当小球回到A 点时,再次用小锤沿运动方向击打小球,通过两次击打,小球才能运动到圆轨道的最高点.已知小球在运动过程中始终未脱离轨道,在第一次击打过程中小锤对小球做功W 1,第二次击打过程中小锤对小球做功W 2.设先后两次击打过程中小锤对小球做功全部用来增加小球的动能,则W 1W 2的值可能是( )A.12B.23C.34 D 、1解析:选AB 第一次击打后球最高到达与球心O 等高位置,根据动能定理,有:W 1≤mgR ①两次击打后可以到达轨道最高点,根据动能定理,有:W 1+W 2-2mgR =12m v 2 ② 在最高点,有:mg +N =m v 2R ≥mg③联立①②③解得:W1≤mgRW2≥32mgR故W1W2≤23故A、B正确,C、D错误.。
1
课时跟踪检测(十六) 动能和动能定理
1.一物体做变速运动时,下列说法中正确的是( )
A.合外力一定对物体做功,使物体动能改变
B.物体所受合外力一定不为零
C.合外力一定对物体做功,但物体动能可能不变
D.物体的加速度可能为零
解析:选B 物体做变速运动,可能是物体的速度方向变化,而大小不变,如匀速圆周
运动,此时物体的动能不变,并无外力对物体做功,故选项A、C均错误;物体做变速运动,
一定具有加速度,物体所受合外力一定不为零,故选项B正确,选项D错误。
2.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
解析:选B 公式W=ΔEk中W为合外力做的功,也可以是各力做功的代数和,A错,B
对;动能不变,只能说明合外力的总功W=0,动能定理仍适用,C错;动能定理既适用于恒
力做功,也可适用于变力做功,D项错误。
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.32mv2 B.-32mv2
C.52mv2 D.-52mv2
解析:选A 由动能定理得:WF=12m(-2v)2-12mv2=32mv2,A正确。
4.(多选)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1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( )
图1
A.力F对甲物体做功多
2
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
解析:选BC 由功的公式W=Flcos α=Fs可知,两种情况下力F对甲、乙两个物体
做的功一样多,A错误、B正确;根据动能定理,对甲有Fs=Ek1,对乙有,Fs-fs=Ek2,可
知Ek1>Ek2,即甲物体获得的动能比乙大,C正确,D错误。
5.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、Ek、
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。则以下各图像中,
能正确反映这一过程的是( )
解析:选C 物体在恒定阻力作用下运动,其加速度随时间不变,随位移不变,选项A、
B错误;由动能定理,-fx=Ek-Ek0,解得Ek=Ek0-fx,选项C正确、D错误。
6.质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动,起始点A与一轻弹簧O端相距s,
如图2所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ,物体与弹簧相碰后,弹簧的最大压
缩量为x,则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短,物体克服弹簧弹力所做的功为( )
图2
A.12mv02-μmg(s+x) B.12mv02-μmgx
C.μmgs D.μmg(s+x)
解析:选A 由动能定理得-W-μmg(s+x)=
0-12mv02,W=12mv02-μmg(s+x)。
7.物体在合外力作用下做直线运动的v t图像如图3所示。下列表述正确的是( )
图3
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
3
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
解析:选A 由v t图知0~1 s内,v增加,动能增加,由动能定理可知合外力做正
功,A对。1~2 s内v减小,动能减小,合外力做负功,可见B、C、D错。
8.如图4所示,木板长为l,木板的A端放一质量为m的小物体,物体与板间的动摩擦
因数为μ。开始时木板水平,在绕O点缓慢转过一个小角度θ的过程中,若物体始终保持
与板相对静止。对于这个过程中各力做功的情况,下列说法中正确的是( )
图4
A.摩擦力对物体所做的功为mglsin θ(1-cos θ)
B.弹力对物体所做的功为mglsin θcos θ
C.木板对物体所做的功为mglsin θ
D.合力对物体所做的功为mglcos θ
解析:选C 重力是恒力,可直接用功的计算公式,则WG=-mgh;摩擦力虽是变力,
但因摩擦力方向上物体没有发生位移,所以Wf=0;因木块缓慢运动,所以合力F合=0,则
W合=0;因支持力FN为变力,不能直接用公式求它做的功,由动能定理W合=ΔEk知,W
G
+
WN=0,所以WN=-WG=mgh=mgl
sin θ。
9.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.mgL2 D.mgL
解析:选C 小球经过最低点时,有FN-mg=mv12L,解得v1=6gL。小球恰好能通过最
高点,有mg=mv22L,解得v2=gL。根据动能定理-mg·2L-Wf=12mv22-12mv12,解得小球克
服空气阻力做功Wf=12mgL,所以C对。
10.如图5所示,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高;质量为m的
质点自轨道端点P由静止开始滑下,滑到最低点Q时,对轨道的正压力为2mg,重力加速度
大小为g。质点自P滑到Q的过程中,克服摩擦力所做的功为( )
4
图5
A.14mgR B.13mgR
C.12mgR D.π4mgR
解析:选C 在Q点质点受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,两力的合力充当向
心力,所以有FN-mg=mv2R,FN=2mg,联立解得v=gR,下落过程中重力做正功,摩擦力
做负功,根据动能定理可得mgR-Wf=12mv2,解得Wf=12mgR,所以克服摩擦力做功12mgR,C
正确。
11.右端连有光滑弧形槽的水平面AB长为L=1.5 m,如图6所示。一个质量为m=0.5
kg的木块在F=1.5 N的水平拉力作用下,从水平面上A端由静止开始向右运动,木块到达
B端时撤去拉力F。木块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,取g
=10 m/s2。求:
图6
(1)木块沿弧形槽上升的最大高度;
(2)木块沿弧形槽滑回B端后,在水平面上滑动的距离。
解析:(1)设木块沿弧形槽上升的最大高度为h,对木块由A端运动到最大高度的过程,
由动能定理得FL-μmgL-mgh=0
解得h=F-μmgLmg=0.15 m。
(2)设木块沿弧形槽滑回B端后在水平面上滑行的距离为s,由动能定理得mgh-μ
mgs
=0
解得s=hμ=0.75 m。
答案:(1)0.15 m (2)0.75 m
12.我国海军歼—15舰载机已经在“辽宁”号航母上成功着舰和起飞。现将飞机起飞
模型简化为飞机先在水平甲板上做匀加速直线运动,再在倾角为θ=15°的斜面甲板上以
最大功率做加速运动,最后从甲板飞出的速度为360 km/h,如图7所示。若飞机的质量为
18吨,甲板AB=180 m,BC=50 m。(飞机长度忽略当成质点,不计一切摩擦和空气阻力,
取sin 15°=0.3,g=10 m/s2)
5
图7
(1)如果要求到达甲板B点的速度至少为离开斜面甲板速度的60%,则飞机在水平甲板
上运动时的牵引力至少为多少才能使飞机起飞?
(2)如果到达B点时飞机刚好达到最大功率,则从飞机开始运动到飞离甲板共需多少时
间?
解析:(1)由题意知m=18 t=1.8×104 kg,
v
C
=360 km/h=100 m/s,
则B点的速度至少为v=0.6vC=60 m/s,
由动能定理得,FxAB=12mv2,解得F=1.8×105 N。
(2)到达B点时的功率P=Fv=1.08×107 W,
飞机从A运动到B的时间t1=2xABv,
飞机从B到C的运动过程由动能定理,得
Pt2-mgsin θ·xBC=12mvC2-12mv2,t=t1+t
2
,
联立解得t=11.58 s。
答案:(1)1.8×105 N (2)11.58 s