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1、第19课时动能动能定理doc高中物理随堂检测演练1. 一个25 kg的小孩从高度为3.0 m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0m/s.取g= 10 m/s2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的选项是A. 合外力做功 50 JB.阻力做功 500 JC.重力做功 500 JD.支持力做功 50 J解析：重力做功 W= mghr 25X 10X 3 J= 750 J, C错；小孩所受支持力方向上的位移为1 2 1 2 零，故支持力做的功为零，D错；合外力做的功云一0，即mv =十25X2 J1=50 J , A 项正确； W Wi = Ek 0，故 Wi = mgh qmV = 7
2、50 J 50 J = 700 J , B 项错 误.答案：A2.如图5 2 9所示，质量为 m的小车在水平恒力 F推动下，从山坡粗糙底部A处由静 止起运动至高为 h的坡顶B,获得速度为v, AB之间的水平距离为 s,重力加速度为g. 以下讲法正确的选项是 十12A. 小车克服重力所做的功是 mghB.合外力对小车做的功是 mv1 2 1 2C.推力对小车做的功是 qmv+ mgh D .阻力对小车做的功是 qmv+ mgh- Fs解析：小车克服重力做功 W= Gh= mgh A选项正确；由动能定理小车受到的合力做的功1 2等于小车动能的增加， W=A 6= ?mv, B选项正确；由动能定理，
3、 叫=W推+ W重 + W阻1 2 1 2 1 2=mv,因此推力做的功 Wfe = §mv Wi Wh = ?mv + mgh- Wi, C选项错误；阻力对小1 2 1 2车做的功 Wi= §mv W推 Wk = ?mv+ mgh- Fs, D选项正确.答案：ABD图 5 2 10如图5 2 10所示，在抗洪救灾中，一架直升机通过绳索，用恒力F竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱，使其由水面开始加速上升到某一高度，假设考虑空气阻力而不考虑空气浮力，那么在此过程中，以下讲法正确的有A. 力F所做功减去克服阻力所做的功等于重力势能的增量B. 木箱克服重力所做的功等于重力势能的增量
4、C. 力F、重力、阻力，三者合力所做的功等于木箱动能的增量D. 力F和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量解析：对木箱受力分析如以下图,那么由动能定理：77W mgh- WFA Ek 故 C 对.由上式得：W W1A Ek + mgh即 W WFA Ek+A Ep =A E故A错D对.由重力做功与重力势能变化关系知B对，故B、C、D对.答案：BCD4.图 5 2 11如图5 2 11甲所示，一质量为 m= 1 kg的物块静止在粗糙水平面上的A点，从t = 0时刻开始，物块在按如图乙所示规律变化的水平力F的作用下向右运动，第 3s末物块运动到B点且速度刚好为0，第5s末物块刚好回到 A点，物块
5、与粗糙水平面间的动摩 擦因数= 0.2 , g取10 m/s 2,求：1A、B间的距离； 水平力F在5 s时刻内对物块所做的功.解析：1由图乙可知在35 s内物块在水平恒力作用下由B点匀加速运动到 A点，设加速度为 a,A、B间的距离为 s,那么有 F 口 mg= ma a= F_冷空= -_0.2 ； 1 10 m/s2 1 2=2 m/s , s= -at = 4 m.2(2) 设整个过程中水平力所做功为W,物块回到A点时的速度为va,由动能定理得：1 2 2W 2 口 mgs= 2mA, va= 2as, W= 2 口 mgs mas= 24 J.答案：(1)4 m (2)24 J5.如
6、图5 2 12所示，AB是倾角为0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个质量为 m的物体(能够看作质点)从直轨道上的P 点由静止开释，结果它能在两轨道间做往返运动.P点与圆弧的圆心 0等高，物体与轨道AB间的动摩擦因数为 -.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； 为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D,开释点距B点的距离L'应满足什么条件解析：(1)因为摩擦始终对物体做负功，因此物体最终在圆心角为2 0的圆弧上往复运动.R对整体过程由动能定理得：mgR cos
7、 0 - mgcos 0 - s= 0，因此总路程为 s=1 2对BtE过程mg& cos 0) = ?m菲2mv3 + 2cos 0 2(sin 0 - cosFn mg= -r 由得对轨道压力：Fn= (3 2cos 0 )mg2一 ,m 设物体刚好到 D点，那么mg=-R对全过程由动能定理得：mgL sin 0 - mgcos 0 - L' mgR1 + cos 0 ) = #mV由得应满足条件：,3+ 2cos 0L = R2(sin 0 - cos 0 )答案：(1)-(3 2cos 0 )mg Ik作业手册1 质量不等，但有相同动能的两物体，在动摩擦因数相同的水平地
8、面上滑行直到停止，那 么以下讲法正确的有A.质量大的物体滑行距离大B.质量小的物体滑行距离大C.质量大的物体滑行时刻长D.质量小的物体滑行时刻长解析：物体的动能全部用来克服摩擦阻力做功，有Ek = 口 mgl?丨=舟0质量小，滑行距离大.答案：BD2一个木块静止于光滑水平面上，现有一个水平飞来的子弹射入此木块并深入2 cm而相关于木块静止，同时刻内木块被带动前移了1 cm,那么子弹缺失的动能、木块获得动能以及子弹和木块共同缺失的动能三者之比为A. 3 ： 1 ： 2B. 3 : 2 : 1C. 2 ： 1 ： 3D. 2 : 3 ：1解析：设子弹深入木块深度为d,木块移动s，那么子弹对地位移为
9、d+ s；设子弹与木块的相互作用力为 f,由动能定理，子弹缺失的动能等于子弹克服木块阻力所做的功，即 E = fd+ s，木块所获得的动能等于子弹对木块作用力所做的功，即 E2= fs ,子弹和木块共同缺失的动能为 E3=A E-A Ea= fd，即三者之比为d+ s : s : d =3 ： 1 ： 2.答案：A2. 2021 江门模拟起重机将物体由静止举高h时，物体的速度为 V,以下各种讲法中正确的选项是不计空气阻力A. 拉力对物体所做的功，等于物体动能和势能的增量B. 拉力对物体所做的功，等于物体动能的增量C. 拉力对物体所做的功，等于物体势能的增量D. 物体克服重力所做的功，大于物体势
10、能的增量解析：依照动能定理 W WG= mV/2 , WG= mgh因此 W= mV/2 + mgh A正确，B、C错误; 物体克服重力所做的功，等于物体重力势能的增量，D错误.答案：A3. 小球由地面竖直上抛， 上升的最大高度为 H,设所受阻力大小恒定， 地面为零势能面. 在 上升至离地高度h处，小球的动能是势能的 2倍，在下落至离地高度 h处，小球的势能 是动能的2倍，那么h等于HA.H2HB.2HC.3H4HD.6解析：设小球上升离地高度 h时，速度为V1，地面上抛时速度为 Vo,下落至离地面高度 h处速度为V2,设空气阻力为f1 2 1 2 1 2 上升时期：一 mgH-fH = -
11、2mv, mgh- fh = -mv-qmv12又 2mgh= qmv1 2 1 2 下降时期：mg H h) f ( H h) = qmv, mgh= 2x qmv4由上式联立得：h = 9 HI答案：D5.图 5 - 2 - 13如图5- 2- 13所示，一轻弹簧直立于水平地面上，质量为m的小球从距离弹簧上端 B点h高处的A点自由下落，在 C点处小球速度到达最大.X。表示B C两点之间的距离； E表示小球在 C处的动能假设改变高度 h,那么以下表示 xo随h变化的图象和Ek随h 变化的图象中正确的选项是 解析：由题意在 C点处小球速度到达最大"，可知C点是平稳位置，小球受到的重力
12、1 2与弹力平稳，该位置与 h无关，B项正确；依照动能定理有 mgh + xo - E= qmv= Ek,其中xo与弹性势能EP为常数，可判定出 C项正确.答案：BC6.图 5 - 2 - 14a点，质量为m的物块可视为质 圆弧轨道在 b点与水平轨道平R,物块与水平面间的动摩擦因如图5- 2- 14所示，在光滑四分之一圆弧轨道的顶端 点由静止开始下滑，经圆弧最低点b滑上粗糙水平面,滑相接，物块最终滑至 c点停止.假设圆弧轨道半径为 数为口，以下讲法正确的选项是 RC. c点与b点的距离为D.整个过程中物块机械能缺失了mgR解析：物块滑到ab 点时，mgl 2*mV 0，v= ,'2gR
13、, A不正确.在 b 点，Fn mg= mR，Fn=3mg B正确.C正确.R从a点到c点，机械能缺失了 mgR D正确.mgR_ a mgs= 0 0，s =， a答案：BCD7.Fif 1-图 5 2 15如图5 2 15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和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的动能的增量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的动能的增量与 B克服
14、摩擦力所做的功之和解析：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，那么有 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，然而由于A在B上滑动，A, B对地的位移不等，故二者做功不等，C错对B物体应用动能定理， W =A &b,即VW= EkB+ W,确实是外力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对由前述讨论知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.答案：BD8.图 5 2 16构建和谐型、节约型社会深得民心，遍布于
15、生活的方方面面自动充电式电动车确实是 专门好的一例，电动车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接.当在骑车者用力蹬车 或电动自行车自动滑行时，自行车就能够连通发电机向蓄电池充电，将其他形式的能转 化成电能储存起来.现有某人骑车以500 J的初动能在粗糙的水平路面上滑行，第一次关闭自充电装置，让车自由滑行，其动能随位移变化关系如图5 2 16所示；第二次启动自充电装置，其动能随位移变化关系如图线所示，那么第二次向蓄电池所充的电 能是A. 200JB. 250 JC . 300JD . 500J解析：设自行车与路面的摩擦阻力为Ff，由图可知，关闭自动充电装置时，由动能定理得：0 Eko=- Ff x
16、i,可得Ff = 50 N,启动自充电装置后，自行车向前滑行时用于克服 摩擦做功为： W FfX2 = 300 J，设克服电磁阻力做功为 W，由动能定理得：一 W W =0 Eko，可得 W = 200 J.答案：A9.如图5 2 17,卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动在移动过程中，以下讲法正确的选项是()A. F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和B. F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C. 木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能D. F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和解析：木箱加
17、速上滑的过程中，拉力F做正功，重力和摩擦力做负功.支持力不做功，1 2 1 2由动能定理得： W W W= 2mV 0.即W= W+ W+ ?mV.A、B错误，又因克服重力做功W等于物体重力势能的增加，因此 W/=A &+ & + W,故D正确，又由重力做功与重力 势能变化的关系知 C也正确.答案：CD10.在2021年四川汶川大地震抗震救灾活动中，为转移被困群众动用了直升飞机.设被救人员的质量 m= 80 kg，所用吊绳的拉力最大值Fm= 1 200 N，所用电动机的最大输出功率为Pm= 12 kW,为尽快吊起被困群众，操作人员采取的方法是，先让吊绳以最大的拉 力工作一段时刻
18、，而后电动机又以最大功率工作，被救人员上升h= 90 m时恰好到达最大速度(g取10 m/s 2)，试求：(1) 被救人员刚到达机舱时的速度；(2) 这一过程所用的时刻.解析：(1)第一时期绳以最大拉力拉着被救人员匀加速上升，当电动机到达最大功率时,功率保持不变，被救人员变加速上升，速度增大，拉力减小，当拉力与重力相等时速度到达最大.由ePm 12X 103Pm= FTVm= mg“得 vm=80硕m/s=15 m/sFm mg 1 200 80 x 10 a1=y802 2m/s = 5 m/s匀加速时期的末速度Pn 12X10V1 =Fm3, . rV1 101 200 - m/s = 1
19、0 m/s，时刻 11= s = 2 sI 200a1 5上升的高度h1 =101=2 x 2 m= 10 m1 2 1 2关于以最大功率上升过程，由动能定理得：Pnt 2- mgh hi) = 2口乂 2mv代入数据解得t2= 5.75 s，因此此过程所用总时刻为t = ti + t2= (2 + 5.75) s= 7.75 s.答案：(1)15 m/s (2)7.75 s11.如图5 2 18所示，质量 mp0.5 kg的小球从距离地面高 H= 5 m处自由下落，到达地 面时恰能沿凹陷于地面的半圆形槽壁运动，半圆形槽的半径R= 0.4 m,小球到达槽最低点时速率恰好为10 m/s，并连续沿
20、槽壁运动直到从槽左端边缘飞出且沿竖直方向上升、2下落，如此反复几次，设摩擦力大小恒定不变，取g= 10 m/s，求：(1) 小球第一次飞出半圆形槽上升到距水平地面的高度h为多少？(2) 小球最多能飞出槽外几次？解析：(1)在小球下落到最低点的过程中，设小球克服摩擦力做功为W,由动能定理得:1 2mg H+ R W= qmv 0从小球下落到第一次飞出半圆形槽上升到距水平地面h高度的过程中,由动能定理得 mg H- h) 2W/= 0 02 2v10联立解得：h= H-2R= tt m 5 m 2X 0.4 m =yu4.2 m.(2)设小球最多能飞出槽外 n次，那么由动能定理得:mg 2nWP
21、0 0mgHmgH»解得.n = =2 = 6 25解得： 2W,122g(H+ R) V2 mg H+ R» gmvygH故小球最多能飞出槽外6次.答案：(1)4.2 m (2)6 次12.图 5 2 19如图5 2 19甲所示，一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道 DCE组成，AD与DCE相切于D点，C为圆轨道的最低点，将一小物块置于轨道ADCh离地面高为 H处由静止下滑，用力传感器测出其通过C点时对轨道的压力 Fn,改变H的大小，可测出相应的Fn的大小，Fn随H的变化关系如图乙折线 PQI所示PQ与 QI两直线相连接于 Q点, QI反向延长交纵轴于 F点0,5
22、.8 N，重力加速度g取10 m/s，求：1小物块的质量m2圆轨道的半径及轨道DC所对应的圆心角e.可用角度的三角函数值表示 小物块与斜面 AD间的动摩擦因数 口.解析： 假设物块只在圆轨道上运动，那么由动能定理得mgHh*mV解得v = 2gH;2 2由向心力公式v /口v2mgFn mg= mR,得 Fn= mR+ mg=-RH+ mg结合PQ曲线可知 mg= 5得m= 0.5 kg.由图象可知響=10得R= 1 m .明显当H= 0.2 m对应图中的D点,1 0.2因此 cos e = 0.8 , e = 37°.(H 0.2)1 2mg 口 mopos e=尹v1(3) 假设物块由斜面上滑下，由动能定理得:2 8 解得 mv= 2mgH 3 口 mg H- 0.2) 3由向心力公式Fn mg=22nR+ mg=82mg- 3 口 mgH+1.6可 口 mg mg结合QI曲线知1.6V口 mg+ mg= 5.8，解得i = 0.3.