内容正文:
第2讲 动能定理及应用
(建议用时:40分钟)
题组一 动能定理的理解
1.关于运动物体所受的合外力、合外力做的功及动能变化的关系,下列说法正确的是( A )
A.合外力为零,则合外力做功一定为零
B.合外力做功为零,则合外力一定为零
C.合外力做功越多,则动能一定越大
D.动能不变,则物体合外力一定为零
2.在离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块,抛出时的速度为v0,它落到地面时的速度为v,用g表示重力加速度,则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于( C )
A.mgh-mv2-mv
B.-mv2-mv-mgh
C.mgh+mv-mv2
D.mgh+mv2-mv
题组二 动能定理的基本应用
3.在篮球比赛中,某位同学获得罚球机会,如图所示,他站在罚球线处用力将篮球投出,篮球以约为1 m/s的速度撞击篮筐.已知篮球质量约为0.6 kg,篮筐离地高度约为3 m,忽略篮球受到的空气阻力,则该同学罚球时对篮球做的功大约为( B )
A.1 J B.10 J
C.50 J D.100 J
4.如图所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一质量为m的小球向右滑行,并冲上固定在地面上的斜面.设小球在斜面最低点A的速度为v,压缩弹簧至C点时弹簧最短,C点距地面高度为h,不计空气阻力,重力加速度为g,则小球从A到C的过程中弹簧弹力做的功是( A )
A.mgh-mv2 B.mv2-mgh
C.-mgh D.-
5.如图所示,物块从固定斜面的最高点由静止滑下,冲上右侧光滑曲面,经过最低点连接处时无能量损失.已知物块与斜面的动摩擦因素μ=0.25,斜面高度h=1.20 m,斜面倾角θ=37°,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,物块在曲面上上升的最大高度为( B )
A.0.70 m B.0.80 m
C.0.96 m D.1.20 m
题组三 动能定理与图像问题的结合
6.一小物块沿斜面向上滑动,然后滑回到原处.物块初动能为Ek0,与斜面间的动摩擦因数不变,则该过程中,物块的动能Ek与位移x关系的图线是( C )
A B
C D
7.如图甲所示,置于水平地面上质量为m的物体,在竖直拉力F作用下,由静止开始向上运动,其动能Ek与距地面高度h的关系图像如图乙所示,已知重力加速度为g,空气阻力不计.下列说法正确的是( C )
A.在0~h0过程中,F大小始终为mg
B.在0~h0和h0~2h0过程中,F做功之比为2∶1
C.在0~2h0过程中,物体的机械能不断增加
D.在2h0~3.5h0过程中,物体的机械能不断减少
题组四 动能定理在多过程问题中的应用
8.(多选)一质量为m的物体自倾角为α的固定斜面底端沿斜面向上滑动.该物体开始滑动时的动能为Ek.向上滑动一段距离后速度减小为零,此后物体向下滑动,到达斜面底端时动能为,已知sin α=0.6,重力加速度大小为g.则( BC )
A.物体向上滑动的距离为
B.物体向下滑动时的加速度大小为
C.物体与斜面间的动摩擦因素等于0.5
D.物体向上滑动所用的时间比向下滑动的时间长
9.如图所示,为某运动员(可视为质点)参加跳板跳水比赛时,其竖直方向的速度随时间变化的v-t图像以他离开跳板时为计时起点,不计空气阻力,则下列说法正确的是( D )
A.t3时刻达到最高点
B.t2时刻的位移最大
C.t1时刻的加速度为负
D.在t1~t2时间内,重力做功WG大于克服阻力做功Wf
10.(多选)某中学生对刚买来的一辆小型遥控车的性能进行研究.他让这辆小车在水平的地面上由静止开始沿直线轨道运动,并将小车运动的全过程通过传感器记录下来,通过数据处理得到如图所示的v-t图像.已知小车在0~2 s内做匀加速直线运动,2~11 s内小车牵引力的功率保持不变,9~11 s内小车做匀速直线运动,在11 s末小车失去动力而开始自由滑行.已知小车质量m=1 kg,整个过程中小车受到的阻力大小不变,下列说法正确的是( BD )
A.小车受到的阻力大小为8 N
B.在2~11 s内小车牵引力的功率P是16 W
C.小车在2 s末的速度大小vx为6 m/s
D.小车在0~15 s内通过的距离是80 m
11.完全由我国自行设计、建造的国产新型航空母舰已完成多次海试,并取得成功.航母上的舰载机采用滑跃式起飞,故甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分构成,为了便于研究舰载机的起飞过程,假设上翘甲板BC是与水平甲板AB相切的一段圆弧,示意如图所示,AB长L1=150 m,BC水平投影L2=63 m,图中C点切线方向与水平方向的夹角θ=12°(sin 12°≈0.21).若舰载机从A点由静止开始做匀加速直线运动,经t=6 s到达B点进入BC.已知飞行员的质量m=60 kg,g取10 m/s2,求:
(1)舰载机水平运动的过程中,飞行员受到的水平力所做功W;
(2)舰载机刚进入BC时,飞行员受到竖直向上的压力FN多大.
答案 (1)7.5×104 J (2)1.1×103 N
12.如图甲所示,AB、CD分别是竖直面内半径为R、4R的圆弧轨道,光滑圆弧AB与粗糙平面BC在B点平滑连接,圆弧CD的圆心与C在同一高度.一质量为m的物块从A点上方高度为R的P点由静止释放,刚好从A进入圆弧轨道,物块与BC平面间的动摩擦因数μ随物块从B点向右滑行的距离d之间的关系如图乙所示,物块从C点抛出后,落在CD弧上的某点E,且E点与CD弧对应圆心O的连线跟水平方向的夹角为53°,重力加速度为g,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,求:
(1)物块运动到圆弧B点时对轨道的压力大小;
(2)水平面BC部分的长度.
答案 (1)5mg (2)6R
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