内容正文:
第19练 动能 动能定理的理解及应用
[footnoteRef:2]答案见P176 [2:
[解题技巧]动能定理与图像结合问题的分析方法
(1)首先看清所给图像的种类(如v-t图像、F-t图像、Ek-t图像等)。
(2)挖掘图像的隐含条件,得出所需要的物理量,如由v-t图像所包围的“面积”求位移,由F-x图像所包围的“面积”求功等。
(3)分析有哪些力做功,根据动能定理列方程,求出相应的物理量。]
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考向1 动能定理的基本应用
【1】(2023·全国新课标,15,6分,难度★★)无风时,雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中,克服空气阻力做的功为(重力加速度大小为g)( )
A.0 B.mgh
C.mv2-mgh D.mv2+mgh
考向2 动能定理应用中的图像问题
【2】(2023·辽宁,3,4分,难度★★)如图(a)所示,从高处M点到地面N点有Ⅰ、Ⅱ两条光滑轨道。两相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放,沿不同轨道滑到N点,其速率v与时间t的关系如图(b)所示。由图可知,两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中( )
A.甲沿Ⅰ下滑且同一时刻甲的动能比乙的大
B.甲沿Ⅱ下滑且同一时刻甲的动能比乙的小
C.乙沿Ⅰ下滑且乙的重力功率一直不变
D.乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大
【3】(2022·福建,7,6分,难度★★★)(多选)一物体以初速度v0自固定斜面底端沿斜面向上运动,一段时间后回到斜面底端。该物体的动能Ek随位移x的变化关系如图所示,图中x0、Ek1、Ek2均已知。根据图中信息可以求出的物理量有( )
A.重力加速度大小 B.物体所受滑动摩擦力的大小
C.斜面的倾角 D.沿斜面上滑的时间
4(2021·湖北,4,4分,难度★★★)如图(a)所示,一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑,运动过程中摩擦力大小f恒定,物块动能Ek与运动路程s的关系如图(b)所示。重力加速度大小取10 m/s2,物块质量m和所受摩擦力大小f分别为( )
图(a)
图(b)
A.m=0.7 kg,f=0.5 N B.m=0.7 kg,f=1.0 N
C.m=0.8 kg,f=0.5 N D.m=0.8 kg,f=1.0 N
[footnoteRef:3]答案见P177 [3:
[易错警示]
对于摩擦力做功问题,要明确在该题中图丙轨道是弯曲的,可视为由倾角不断变化的无数个小斜面构成,但由于物块做曲线运动,所受的支持力大于在相应倾角的斜面上所受的支持力,使得物块在相应的位置所受的摩擦力较大。
[解题技巧]应用动能定理解题的步骤
(1)选取研究对象,明确它的运动过程。
(2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况。
(3)明确研究对象在过程的初末状态的动能Ek1和Ek2。
(4)列出动能定理的方程W合=Ek2-Ek1及其他必要的解题方程,进行求解。]
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【5】(2023·湖北荆门龙泉中学二模)单杠项目对体力和技巧要求高,需要注意安全。如图甲所示,质量为50 kg的小李双臂平行,静止倒立在单杠AB上。随后小李绕杠旋转至最低位置,如图乙所示。若把小李看作质点,小李从静止到最低位置过程的运动可看作半径为1.2 m的圆周运动,不计各种阻力,g取10 m/s2。
甲
乙
小李在最低位置时,一只手对单杠AB的拉力大小为( )
A.1 000 N B.1 250 N C.2 000 N D.2 500 N
6(2023·湖南模拟)如图所示,三个高度相同的固定轨道,倾角α<β,三个质量均为m的小物块A、B、C从各自倾斜轨道上的最高点由静止释放,最后都停在水平面上,整个运动过程中物块A、B、C相对各自起点的水平位移分别为x1、x2、x3;若将另外一个质量为m'(m'>m)的小物块D从图甲中轨道的最高点由静止释放,它最后停在水平面上的位置距离起点的水平距离为x4(x2、x3、x4在图中未标出)。已知4个小物块与倾斜轨道、水平轨道间的动摩擦因数相同,且通过轨道拼接处无机械能损失,下列选项中正确的是( )
A.x4>x1=x2=x3 B.x4>x1=x2>x3
C.x4=x1=x2<x3 D.x4=x1=x2>x3
【7】(2023·广东佛山统考)图甲为某景区的蛙口喷泉,两次喷出水的轨迹A、B如图乙所示,最大高度相同,轨迹A的落地点M恰好在轨迹B最高点的正下方,不计空气阻力,对轨迹A、B说法正确的是( )
甲
乙
A.水滴