内容正文:
2动能、动能定理及其应用
1.(2025·广东学业合格考第一次·多选)如图所示,粗糙轨道顶部离地高为h,底部水平且离地高为l。一个物体从其斜面上某位置由静止滑下,在轨道底部以速度v0水平飞出,在空中飞行时间为t,落地速度为vt。不计空气阻力,以下说法正确的有 ( )
A.物体克服摩擦力所做的功为mgh-m
B.物体在空中飞行的过程中机械能守恒
C.t的大小与物体静止滑下的位置有关
D.vt的大小与物体静止滑下的位置有关
2.(2024·广东学业合格考第二次)如图甲、乙所示,质量分别为M和m的两物块,M>m,分别在同样大小的恒力F作用下,沿水平面由静止开始做直线运动,F与水平面的夹角相同.经过相同的位移,设F对M做的功为W1,对m做的功为W2,则 ( )
A.无论水平面光滑与否,都有W1=W2
B. 若水平面光滑,则W1>W2
C.若水平面粗糙,则W1>W2
D. 若水平面粗糙,则W1<W2
1.动能
(1)定义:物体由于运动而具有的能.
(2)公式: .
(3)单位:焦耳(J),1 J=1 N·m=1 kg·m2/s2.
2.动能定理
(1)内容:合外力做的功等于物体动能的变化,这个结论叫动能定理
(2)表达式: .
【例1】如图所示,将滑块置于固定的粗糙斜面上,释放后沿斜面加速下滑,在下滑过程中 ( )
A.重力对滑块做负功
B.摩擦力对滑块做负功
C.合外力对滑块不做功
D.斜面对滑块的支持力做正功
【解析】本题考查力对物体做功以及动能定理两个知识点.物体加速下滑时,合外力对物体做正功,重力做正功,摩擦力做负功,支持力不做功.
【答案】B
【例2】在距地面高为h处,以水平速度v0抛出一个质量为m的小球, 若不计空气阻力,则物体落地时的动能为 ( )
A.m+mgh B.m
C.m-mgh D.mgh
【解析】本题考查动能定理的简单应用.由动能定理有mgh=Ek末-m,得物体末动能Ek末=mgh+m.
【答案】A
1.一辆汽车关闭发动机后在水平地面上滑行了一段距离后停下来,对于这一过程 ( )
A.阻力对汽车做正功,汽车动能增加
B.阻力对汽车做正功,汽车动能减小
C.阻力对汽车做负功,汽车动能减小
2.两物体质量之比为1∶4,速度之比为4∶1,则两物体的动能之比是 ( )
A.1∶1 B.1∶4
C.2∶1 D.4∶1
3.关于动能定理,下列说法正确的是 ( )
A.在某过程中,外力做的总功等于各个力单独做功的绝对值之和
B.只要有力对物体做功,物体的动能就一定改变
C.动能定理只适用于直线运动,不适用于曲线运动
D.动能定理既适用于恒力做功的情况,又适用于变力做功的情况
4.甲、乙两个质量相同的物体,用大小相等的力F分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离s,如图所示,甲在光滑面上,乙在粗糙面上.则下列关于力F对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法正确的是 ( )
A.力F对甲物体做功多
B.力F对乙物体做功多
C.甲物体获得的动能比乙大
D.甲、乙两个物体获得的动能相同
5.一个质量为1 kg的物体被人用手由静止开始向上提升了1 m,这时物体的速度为2 m/s,g取10 N/kg.则下列结论错误的是( )
A.手对物体做功12 J
B.合力对物体做功12 J
C.合力对物体做功2 J
D.物体克服重力做功10 J
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知识点2 动能、动能定理及其应用
历年真题
1.BD 【解析】物体下滑时,根据动能定理mg(h-l)-Wf=m,解得Wf=mg-m,故A错误;为不计空气阻力,所以物体在空中飞行的过程中只受重力,只有重力做功,物体的机械能守恒,故B正确;物体从轨道底部飞出后做平抛运动,在竖直方向l=gt2,可得t=,可知,t的大小与平抛的初速度无关,即与物体静止滑下的位置无关,故C错误;物体从轨道底部飞出后做平抛运动,在竖直方向=2gl;落地速度的vt=,即落地速度vt与物体静止滑下的位置有关,故D正确.故选BD.
2. A 【解析】根据W=Fxcosα可知,两种情况下F、x和α均相同,则W相同.故选A.
知识点梳理
1.(2)Ek=mv2
2.(2)W合=m-mv
模拟测试
1.C 【解析】关闭发动机后,由于地面对汽车的阻力作用,汽车做减速运动,动能减小,阻力对汽车做负功,故C选项正确,A、B选项错误.
2.D 【解析】根据动能定理Ek=mv2可知,动能大小与质量大小成正比,动能大小与速度的二次方成正比,所以动能之比是 4∶1.
3.D
4.C 【解析】由W=Fs知,拉力的大小相同,物体的位移也相同,所以拉力对两物体做的功一样多,故A、B项错误;由动能定理可以知道,在光滑水平面上的物体,拉力对物体做的功等于物体动能的变化,在粗糙水平面上的物体,拉力对物体做正功的同时,摩擦力对物体做了负功,所以在光滑水平面上的物体获得的动能要大于在粗糙水平面上物体获得的动能,故C项正确,D项错误.
5.B 【解析】根据动能定理得W-mgh=mv2,解得手对物体做功W=mgh+mv2=1×10× 1 J+×1×4 J=12 J,故A项正确.合力做功等于动能的变化,则W合=mv2 =×1× 4 J=2 J,故B项错误,C项正确.重力对物体做功WG=-mgh=-10 J,故D项正确.
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