高中物理《动能定理》基础过关题
更新时间:2024-06-02 05:58:01 阅读量: 综合文库 文档下载
《动能定理》过关题
1.(多选)关于动能定理的表达式W=Ek2-Ek1,下列说法正确的是( ) A.公式中的W为不包含重力的其他力做的总功
B.公式中的W为包含重力在内的所有力做的功,也可通过以下两种方式计算:先求每个力的功再求功的代数和或先求合外力再求合外力的功
C.公式中的Ek2-Ek1为动能的增量,当W>0时动能增加,当W<0时,动能减少
D.动能定理适用于直线运动,但不适用于曲线运动,适用于恒力做功,但不适用于变力做功
1
2.如图所示,AB为4圆弧轨道,BC为水平直轨道,圆弧对应的圆的半径为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,当它由轨道顶端A从静止开始下落,恰好运动到C处停止,那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为( )
1
A2μmgR C.mgR
1
B.2mgR D.(1-μ)mgR
3.一个质量为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v1、v2,如图所示,那么在这段时间内,其中一个力做的功为( )
1
A.6mv2 1
C.3mv2
1B.4mv2 1D.2mv2
4. 如图所示,一块长木板B放在光滑的水平面上,在B上放一物体A,现以恒定的外力拉B,由于A、B间摩擦力的作用,A将在B上滑动,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
5.(多选)如图甲所示,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乙中的( )
6. 如图所示,半径R=2.5 m的光滑半圆轨道ABC与倾角θ=37°的粗糙斜面轨道DC相切于C点,半圆轨道的直径AC与斜面垂直.质量m=1 kg的小球从A点左上方距A点高h=0.45 m的P点以某一速度v0水平抛出,刚好与半圆轨道的A点相切进入半圆轨道内侧,之后经半圆轨道沿斜面刚好滑到与抛出点等高的D点.已知当地的重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,不计空气阻力,求:
(1)小球从P点抛出时速度v0的大小;
(2)小球从C点运动到D点过程中摩擦力做的功W; (3)小球从D点返回经过轨道最低点B,对轨道的压力大小.
7.一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动,在时间间隔t内位移为s,动能变为原来的9倍.该质点的加速度为( )
sA.t2 4sC.t2
3sB.2t2 8sD.t2 8.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,BC是水平的,其距离d=0.50 m.盆边缘的高度为h=0.30 m.在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止开始下滑.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.0.50 m C.0.10 m
B.0.25 m D.0
9.小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短.将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图所示.将两球由静止释放,在各自轨迹的最低点( )
A.P球的速度一定大于Q球的速度 B.P球的动能一定小于Q球的动能
C.P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力 D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度
10. 用水平力F拉一物体,使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动,t1时刻撤去拉力F,物体做匀减速直线运动,到t2时刻停止,其速度-时间图象如图所示,且α>β,若拉力F做的功为W1,平均功率为P1;物体克服摩擦阻力Ff做的功为W2,平均功率为P2,则下列选项正确的是( )
A.W1>W2,F=2Ff
B.W1=W2,F>2Ff
C.P1<P2,F>2Ff D.P1=P2,F=2Ff
11. (多选) 如图所示,一固定容器的内壁是半径为R的半球面;在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P.它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中,克服摩擦力做的功为W.重力加速度大小为g.设质点P在最低点时,向心加速度的大小为a,容器对它的支持力大小为N,则( )
A.a=
2?mgR-W?
mR
B.a=
2mgR-WmR
3mgR-2W
C.N=
R2?mgR-W?
D.N=
R
12.在竖直平面内固定一轨道ABCO,AB段水平放置,长为4 m,BCO段弯曲且光滑;一质量为1.0 kg、可视作质点的圆环套在轨道上,圆环与轨道AB段之间的动摩擦因数为0.5.建立如图所示的直角坐标系,圆环在沿x轴正方向的恒力F作用下,从A(-7,2)点由静止开始运动,到达原点O时撤去恒力F,圆环从O(0,0)点水平飞出后经过D(6,3)点.重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力.求:
(1)圆环到达O点时的速度大小; (2)恒力F的大小;
(3)圆环在AB段运动的时间.
《动能定理》过关题
1.(多选)
解析:选BC.公式W=Ek2-Ek1中的“W”为所有力所做的总功,A错误,B正确;若W>0,则Ek2>Ek1,若W<0,则Ek2<Ek1,C正确;动能定理对直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功均适用,D错误.
2.
解析:选D.由题意可知mgR=WfAB+WfBC,WfBC=μmgR,所以WfAB=(1-μ)mgR,D正确.
3.
1
解析:选B.在合力F的方向上,由动能定理得W=Fl=2mv2,某个分力的F11
功为W1=F1lcos 30°=2cos 30°lcos 30°=2Fl=4mv2,B正确.
4.
解析:选B.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B对;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;对B应用动能定理,WF-Wf=ΔEkB,即WF=ΔEkB+Wf,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;由前述讨论知B克服摩擦力所做的功与A的动能增量(等于B对A的摩擦力所做的功)不等,故A错.
5.(多选)
1122
解析:选AB.对小球由动能定理得mgh=2mv2-2mv20,则v=2gh+v0,当v0=0时,B正确;当v0≠0时,A正确.
6.
解析:(1)在A点有:v2y=2gh vy
v0=tan θ 解得v0=4 m/s (2)全过程由动能定理得
12
W=0-2mv0=-8 J
(3)从D到B过程由动能定理得 1
mg(h+Rcos θ+R)+W=2mv2 在B点由牛顿第二定律得 v2
FN-mg=mR 解得FN=43.2 N
由牛顿第三定律得小球在B点对轨道的压力大小 FN′=FN=43.2 N
答案:(1)4 m/s (2)-8 J (3)43.2 N
[
7.
1
解析:选A.由Ek=2mv2可知速度变为原来的3倍.设加速度为a,初速度为v,则末速度为3v.由速度公式vt=v0+at得3v=v+at,解得at=2v;由位移111s
公式s=v0t+at2得s=vt+·at·t=vt+·2v·t=2vt,进一步求得v=;所以a
2222t2v2ss
=t=t·2t=t2,A正确.
8.
解析:选D.设小物块在BC段通过的总路程为s,由于只有水平面上存在摩擦力,则小物块从A点开始运动到最终静止的整个过程中,摩擦力做功为-μmgs,而重力做功与路径无关,由动能定理得:mgh-μmgs=0-0,代入数据可解得s=3 m.由于d=0.50 m,所以,小物块在BC段经过3次往复运动后,又回到B点.
9.
1
解析:选C.从释放到最低点过程中,由动能定理得mgl=2mv2-0,可得v=2gl,因lP
v2
根据牛顿第二定律及向心力公式可知T-mg=ml=man,得T=3mg,an=2g,则TP>TQ,aP=aQ,C正确,D错误.
10.
解析:选B.由动能定理可得W1-W2=0,解得W1=W2.由图象可知,撤去拉力F后运动时间大于水平力F作用时间,所以F>2Ff,选项A、D错误B正确;由于摩擦阻力作用时间一定大于水平力F作用时间,所以P1>P2,选项C错误.
11. (多选)
1
解析:选AC.质点P下滑到底端的过程,由动能定理得mgR-W=mv2-0,
22?mgR-W?v22?mgR-W?
可得v=,所以a=R=,A正确,B错误;在最低点,
mmR
2
v2v2m2?mgR-W?
由牛顿第二定律得N-mg=mR,故N=mg+mR=mg+R·=
m3mgR-2W
,C正确,D错误. R
12.
解析:(1)圆环从O到D过程中做平抛运动 x=v0t 1y=2gt2
读图得x=6 m,y=3 m v0=60 m/s=7.75 m/s.
(2)圆环从A到O过程中,根据动能定理 12
FxAO-μmgxAB-mgy′=2mv0 代入数据得F=10 N.
(3)圆环从A到B过程中,根据牛顿第二定律 F-μmg=ma 1xAB=2at2 代入数据得t=
8
5 s=1.26 s.
答案:(1)7.75 m/s (2)10 N (3)1.26 s
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