内容正文:
第3节 动能和动能定理 跟踪检测
A组:合格基础练
一、选择题:
1.篮球比赛中一运动员在某次投篮过程中对篮球做功为W,出手高度为h1,篮筐距地面高度为h2,球的质量为m,不计空气阻力,则篮球进筐时的动能为 ( )
A.W+mgh1-mgh2 B.mgh2-mgh1-W
C.mgh1+mgh2-W D.W+mgh2-mgh1
2.一质量为m的滑块,以速度v在光滑水平面上向左滑行,从某一时刻起,在滑块上作用一向右的水平力,经过一段时间后,滑块的速度变为-2v,在这段时间内,水平力所做的功为( )
A.mv2 B.-mv2
C.mv2 D.-mv2
3.某消防队员从一平台上跳下,下落2 m后双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身的重心又下降了0.5 m,在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为( )
A.自身所受重力的2倍 B.自身所受重力的5倍
C.自身所受重力的8倍 D.自身所受重力的10倍
4.一质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点.第一次小球在水平拉力F1作用下,从平衡位置P点缓慢地移到Q点,此时绳与竖直方向夹角为θ(如图所示),在这个过程中水平拉力做功为W1.第二次小球在水平恒力F2作用下,从P点移到Q点,水平恒力做功为W2,重力加速度为g,且θ<90°,则( )
A.W1=F1lsin θ,W2=F2lsin θ
B.W1=W2=mgl(1-cos θ)
C.W1=mgl(1-cos θ),W2=F2lsin θ
D.W1=F1lsin θ,W2=mgl(1-cos θ)
5.一空盒以某一初速度在水平面上滑行,滑行的最远距离为L.现往空盒中倒入沙子,使空盒与沙子的总质量为原来空盒的3倍,仍以原来的初速度在水平面上滑行,此时滑行的最远距离为( )
A.L B.L C.L D.3L
6.甲、乙两辆汽车的质量之比m1∶m2=2∶1,它们刹车时的初动能相同,若它们与水平地面之间的动摩擦因数相同,则它们滑行的距离之比s1∶s2等于( )
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶4 D.4∶1
二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
7.将质量为m的物体,以初速度v0竖直向上抛出.已知抛出过程中阻力大小恒为重力的0.2.求:
(1)物体上升的最大高度;
(2)物体落回抛出点时的速度大小.
B组:等级过关练
一、选择题:
1.如图所示,AB为圆弧轨道,BC为水平直轨道,圆弧的半径为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从静止开始下落时,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( )
A. B.
C.mgR D.(1-μ)mgR
2.质量为m的小球用长度为L的轻绳系住,在竖直平面内做圆周运动,运动过程中小球受空气阻力作用.已知小球经过最低点时轻绳受的拉力为7mg,经过半周,小球恰好能通过最高点,则此过程中小球克服空气阻力做的功为( )
A. B. C. D.mgL
3.如图所示,小球以初速度v0从A点沿粗糙的轨道运动到高为h的B点后自动返回,其返回途中仍经过A点,则经过A点的速度大小为( )
A. B.
C. D.
4.(多选)在平直公路上,汽车由静止开始做匀加速直线运动,当速度达到vmax后,立即关闭发动机直至静止,vt图像如图所示,设汽车的牵引力为F,受到的摩擦力为f,全程中牵引力做功为W1,克服摩擦力做功为W2,则( )
A.F∶f=1∶3 B.W1∶W2=1∶1
C.F∶f=4∶1 D.W1∶W2=1∶3
二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
5.质量M=6.0×103 kg的客机,从静止开始沿平直的跑道滑行,当滑行距离l=7.2×102 m时,达到起飞速度v=60 m/s.求:
(1)起飞时飞机的动能多大;
(2)若不计滑行过程中所受的阻力,则飞机受到的牵引力为多大;
(3)若滑行过程中受到的平均阻力大小为F=3.0×103 N,牵引力与第(2)问中求得的值相等,则要达到上述起飞速度,飞机的滑行距离应为多大.
6.如图所示,斜面倾角为θ,滑块质量为m,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,从距挡板为s0的位置以v0的速度沿斜面向上滑行.设重力沿斜面的分力大于滑动摩擦力,且每次与P碰撞前后的速度大小保持不变,挡板与斜面垂直,斜面足够长.求滑块从开始运动到最后停止滑行的总路程s.
参考答案:
A组:1.A [投篮过程中,篮球上升的高度h=h2-h1,根据动能定理得W-mgh=Ek-0,故篮球进筐时的动能Ek=W-mg(h2-h1)=W+mgh1-mgh2,A正确.]
2.A [由动能定理得W=m(2v)2-mv2=mv2.]
3.B [设地面对双脚的平均作用力为F,在全过程中,
由动能定理得mg(H+h)-Fh=0
F==mg=5mg,B正确.]
4.C [第一次水平拉力为变力,由动能定理可求得W1=mgl(1-cos θ);第二次水平拉力为恒力,由功的公式可求得W2=F2lsin θ,故C项对.]
5.C [盒子与水平面动摩擦因数一定,据动能定理得-μmgs=0-mv,解得s=,位移s与物体质量无关,正确选项为C.]
6.B [对两辆汽车由动能定理得:-μm1gs1=0-Ek,-μm2gs2=0-Ek,s1∶s2=m2∶m1=1∶2,B正确.]
7.[解析] (1)上升过程,由动能定理-mgh-fh=0-mv ①
将f=0.2mg ② 联立①②可得:h=. ③
(2)全过程,由动能定理-2fh=mv2-mv ④
联立②③④可得:v=v0.
[答案] (1) (2)v0
B组:1.D [设物体在AB段克服摩擦力所做的功为WAB,BC段摩擦力做功-μmgR.故物体从A运动到C的全过程,
由动能定理得:mgR-WAB-μmgR=0
解得:WAB=mgR-μmgR=(1-μ)mgR,故D正确.]
2.C [小球经过最低点时,有FN-mg=,解得v1=.小球恰好能通过最高点,有mg=,解得v2=.根据动能定理:-mg·2L-Wf=mv-mv,解得小球克服空气阻力做功Wf=mgL,所以C对.]
3.B [在从A到B的过程中,重力和摩擦力都做负功,根据动能定理可得mgh+Wf=mv,从B到A过程中,重力做正功,摩擦力做负功(因为是沿原路返回,所以两种情况摩擦力做功大小相等),根据动能定理可得mgh-Wf=mv2,两式联立得再次经过A点的速度为,选B.]
4.BC [对汽车运动的全过程,由动能定理得:W1-W2=ΔEk=0,所以W1=W2,选项B正确,选项D错误;由图像知s1∶s2=1∶4.由动能定理得Fs1-fs2=0,所以F∶f=4∶1,选项A错误,选项C正确.]
5.[解析] (1)飞机起飞时的动能为Ek=Mv2=1.08×107 J.
(2)设牵引力为F1,由动能定理得F1l=Ek-0,代入数值解得F1=1.5×104 N.
(3) 设滑行距离为l′,由动能定理得F1l′-Fl′=Ek-0
整理得l′==9.0×102 m.
[答案] (1)1.08×107 J (2)1.5×104 N (3)9.0×102 m
6.[解析] 滑块在斜面上运动时受到的摩擦力大小
f=μN=μmgcos ①
整个过程滑块下落的总高度h=s0sin θ ②
根据动能定理mgh-fs=0-mv ③
联立①②③式得s=tan θ+.
[答案] tan θ+
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