动能定理练习参考答案:
巩固基础: 一、选择题
1.A 2.AB 3.D 4.AD 5.D 6.B 7.C 8.D 9.C 10.C 11.C 12.ACD 13.A 14.A 15.B 二、填空题
16.增大;不变;小;滑动摩擦;负; 17.
121mv?mgH;mv2 18.μmgs 22三、计算题
19.∵全过程中有重力做功,进入沙中阻力做负功
∴W总=mg(H+h)—fh
由动能定理得:mg(H+h)—fh=0—0
得f?mg(H?h) 带入数据得f=820N
hv220.物体在B点:N?mg?m
R∴mvB2=(N-mg)R=1.5mgR
132mvB?0.75mgR?mgR 2431由动能定理得:mgR?Wf?mgR ? Wf??mgR
441即物体克服摩擦力做功为mgR
4∴
能力提升: 一、选择题
1.C 2.B 3.B 4.D 5.C 6.B 7.A 8.C 9.D 二、计算题
10.从开始运动到B落地时,A、B两物体具有相同的速率。 ①以A与B构成的系统为研究对象,根据动能定理得 mBgh??mAgh? v?1(mA?mB)v2 22(mB??mA)gh,带入数据得v=0.8m/s
mA?mB②以A为研究对象,设滑行的距离为s,由动能定理得:
v212??mAgs?0?mAv,得s?,带入数据得s=0.16m
2?g2
动能 动能定理及其应用
一、单项选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分)
1.如图1所示,质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静 止开始下滑,物体与斜面间的动摩擦因数都相同,物体滑到斜面 底部C点时的动能分别为Ek1和Ek2,下滑过程中克服摩擦力所
做的功分别为W1和W2,则 ( ) 图1 A.Ek1>Ek2 W1<W2 C.Ek1=Ek2 W1>W2
B.Ek1>Ek2 W1=W2 D.Ek1<Ek2 W1>W2
解析:设斜面的倾角为θ,斜面的底边长为l,则下滑过程中克服摩擦力做的功为W =μmgcosθ·l/cosθ=μmgl,所以两种情况下克服摩擦力做的功相等.又由于B的高度 比A低,所以由动能定理可知Ek1>Ek2,故选B. 答案:B
2.一质量为m的小球用长为l的轻绳悬挂于O点,小球在水平力作 用下,从平衡位置P点缓慢地移动,当悬线偏离竖直方向θ角时, 水平力大小为F,如图2所示,则水平力所做的功为 ( ) A.mglcosθ
B.Flsinθ 图2 D.Flcosθ
C.mgl(1-cosθ)
解析:小球在缓慢移动的过程中,动能不变,故可用动能定理求解,即WF+WG=0, 其中WG=-mgl(1-cosθ),所以WF=-WG=mgl(1-cosθ),选项C正确. 答案:C
3.如图3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 F
动半径为R.当拉力逐渐减小到时,物体仍做匀速圆周运
4动,半径为2R,则外力对物体做的功为 FRA.-
45FRC.
2
3FRB.
4
FRD. 4
( ) 图3
mv12Fmv2211FR
解析:F=,=,由动能定理得W=mv22-mv12,联立解得W=-,
R42R224FR
即外力做功为-.A项正确.
4答案:A
4.(2010·河北省衡水中学调研)如图4所示,小球以初速
度v0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,则经过A点的 图4 速度大小为
( )
A.v02-4gh C.v02-2gh
B.4gh-v02 D.2gh-v02
解析:设由A到B的过程中,小球克服阻力做功为Wf,由动能定理得:-mgh-Wf 11
=0-mv02,小球返回A的过程中,再应用动能定理得:mgh-Wf=mvA2-0,以
22上两式联立可得:vA=答案:A
5.(2010·清远模拟)如图5所示,斜面AB和水平面BC是由同一板 材上截下的两段,在B处用小圆弧连接.将小铁块(可视为质点)
从A处由静止释放后,它沿斜面向下滑行,进入平面,最终静 图5 止于P处.若从该板材上再截下一段,搁置在A、P之间,构成一个新的斜面,再将 小铁块放回A处,并轻推一下使之具有初速度v0,沿新斜面向下滑动.关于此情况 下小铁块的运动情况的描述正确的是 A.小铁块一定能够到达P点
B.小铁块的初速度必须足够大才能到达P点 C.小铁块能否到达P点与小铁块的质量有关 D.以上说法均不对
解析:如图所示,设AB=x1,BP=x2,AP=x3,动摩擦因数为 μ,由动能定理得:mgx1sinα-μmgx1cosα-μmgx2=0,可得:
mgx1sinα=μmg(x1cosα+x2),设小铁块沿AP滑到P点的速度为vP,由动能定理得: 11
mgx3sinβ-μmgx3cosβ=mvP2-mv02,因x1sinα=x3sinβ,x1cosα+x2=x3cosβ,故得:
22 vP=v0,即小铁块可以沿AP滑到P点,故A正确.
答案:A
二、双项选择题(本题共5小题,共35分.在每小题给出的四个选项中,只有两个选项 正确,全部选对的得7分,只选一个且正确的得2分,有选错或不答的得0分) 6.(2010·南通模拟)如图6甲所示,静置于光滑水平面上坐标原点 处的小物块,在水平拉力F作用下,沿x轴方向运动,拉力F 随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示,图线为半圆.则 小物块运动到x0处时的动能为 ( )
( )
4gh-v02,故只有A正确.
A.0
1
B.Fmx0 图6 2πD.x02 8
π
C.Fmx0 4
解析:根据动能定理,小物块运动到x0处时的动能为这段时间内力F所做的功,物 块在变力作用下运动,不能直接用功的公式来计算,但此题可用根据图象求“面积” 11
的方法来解决.力F所做的功的大小等于半圆的“面积”大小.Ek=W=S圆=
22x0x0ππ
π()2,又Fm=.整理得Ek=Fmx0=x02,C、D选项正确. 2248答案:CD
7.(2010·济南质检)如图7所示,电梯质量为M,地板上放着一质量 为m的物体.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,则 ( )
1
A.地板对物体的支持力做的功等于mv2 图7
21
B.地板对物体的支持力做的功等于mgH+mv2
21
C.钢索的拉力做的功等于Mv2+MgH
21
D.合力对电梯做的功等于Mv2
2
11
解析:对物体m用动能定理:WFN-mgH=mv2,故WFN=mgH+mv2,A错误,
221
B正确;钢索拉力做的功,WF拉=(M+m)gH+(M+m)v2,C错;由动能定理知,
21
合力对电梯M做的功应等于电梯动能的变化Mv2,D正确.
2答案:BD
8.一个小物块从底端冲上足够长的斜面后,又返回斜面底端.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E/2.若小物块冲上斜面的 动能为2E,则物块
( )
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3E/2 C.返回斜面底端时的速度大小为2v D.返回斜面底端时的速度大小为v
解析:设初动能为E时,小物块沿斜面上升的最大位移为x1,初动能为2E时,小 物块沿斜面上升的最大位移为x2,斜面的倾角为θ,由动能定理得:-mgx1sinθ-Ffx1