高中物理专题练习《动能定理综合》.doc

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资源描述

1、如图所示,一物体从高为H的斜面顶端由静止开始滑下,滑上与该斜面相连的一光滑曲面后又返回斜面,在斜面上能上升到的最大高度为H。若不考虑物体经过斜面底端转折处的能量损失,则当物体再一次滑回斜面时上升的最大高度为( )A0 BH, CH与H之间 D0与H之间答案:B来源:题型:单选题,难度:理解一根长为L、质量不计的均匀硬棒OC,O端装上铰链并使其固定,棒可在竖直平面内绕O点转动,在棒上隔L/3固定一小球,如图所示,A、B、C三小球质量相等。然后使棒处于水平位置并由静止释放,则当棒运动到竖直位置时,棒中B小球的速率为( )A. B. C. D. 答案:C来源:题型:单选题,难度:理解如图所示,两端开

2、口的U形管内装有同种液体,开始时两边液面高度差为h,管中总的液柱长为4h。后来让液体自由流动,当两端液面高度相等时,左管液面下降的速度为:A. ; B. ; C. ; D. 答案:A来源:题型:单选题,难度:理解如右图所示,一物块以速度v1从曲面上A点处下滑,运动到B点处速度大小仍为v1,若物块以速度v2(v2v1)仍从A点下滑,则运动到B点时速度的大小将( )(A)稍大于v2(B)稍小于v2 (C)等于v2(D)无法确定答案:B来源:题型:单选题,难度:应用下列物理量中,属于矢量的是A.动能 B.位移C.时间D.质量答案:B来源:2009年北京西城区月考一题型:单选题,难度:识记x/mEk/

3、J0369396质量为0.5kg的物体以9J的初动能在粗糙的水平面上滑行,其动能变化与位移的关系如图所示,则物体在水平面上滑行的时间t为A.1s B.3s C.6 s D.9s答案:B来源:2009年北京东城区月考二题型:单选题,难度:理解质量为m的小球被系在轻绳一端,在竖直平面内做半径为R的圆周运动,运动过程中小球受到空气阻力的作用。设某一时刻小球通过轨道的最低点,此时绳子的张力为7mg,此后小球继续做运动,经过半个圆周恰能通过最高点,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为(131N例题1)A.mgR/4 B.mgR/3 C.mgR/2 D.mgR答案:C来源:题型:单选题,难度:理解两个质

4、量相同的小球从同一位置以相等的速率同时抛出,一个竖直上抛,另一个斜向上抛。空气阻力不计,则A.两个小球同时到达最高点,B.两个小球到达最高点时所具有的动能相同,C.两个小球到达最高点时所具有的势能相同,D.两个小球到达最高点时所具有的机械能相同。答案:D来源:题型:单选题,难度:理解Ot1t/sv/(ms-1)v0长木板A放在光滑的水平面上,质量为m的物块B以水平初速度v0从A的一端滑上A的水平上表面,它们在运动过程中的vt图线如图所示。则根据图中所给出的已知数据v0、t1及物块质量m,可以求出的物理量是 A.木板获得的动能B.A、B组成的系统损失的机械能 C.木板的最小长度D.A、B之间的动

5、摩擦因数答案:C来源:2007年北京海淀一题型:单选题,难度:理解一个小物块冲上一个固定的粗糙斜面,经过斜面上A、B两点,到达斜面上最高点后返回时,又通过了B、A两点,如图所示,关于物块上滑时由A到B的过程和下滑时由B到A的过程,动能的变化量的绝对值和,以及所用时间和相比较,有()A,C D,mB,A、B均在动摩擦因数相同的水平地面上滑行,滑行距离分别为SA、SB后停下,则A.SASBB.B滑行时间短C.SAW2 BW1 I2 D I1 I2答案:AD来源:题型:多选题,难度:应用如图(a)、(b)所示为一物体沿水平直线运动过程中,所受水平拉力F和速度v随时间变化的图线,则以下说法正确的是:A

6、02s内拉力F与阻力f均不做功B2s4s内物体的动能不断增大C4s7s内合外力对物体做功为零D7s8s物体不受力,故没有力对物体做功答案:ABC来源:题型:多选题,难度:理解如图所示,半圆形的轨道A、B固定在竖直平面上,它们的开口端处在水平面上,半径分别为r及R,Rr,两个完全相同的物块A、B(可视为质点)分别从A、B的左端由静止滑下,通过轨道最底点时,对轨道的压力大小分别为NA及NB,则A.若轨道光滑,则NANB;B.若轨道光滑,则NA=NB;C.若这两轨道对物块的摩擦力大小相同,数值恒为f,则NANB;D.若这两轨道对物块的摩擦力大小相同,数值恒为f,则NA=NB。答案:BD来源:题型:多

7、选题,难度:理解一个物体以9m/s2的加速度匀加速竖直向下运动,在运动的过程中,物体的A.动能一定增大 B.重力势能一定减小C.机械能一定减小 D.内能一定增大答案:ABC来源:2008年太原市月考一题型:多选题,难度:理解静止的物体只受到一个拉力F的作用,拉力F随时间变化的关系,如图所示,则 A拉力F在6s内对物体做的总功为零;B拉力F在6s内对物体的总冲量为零;C6s末物体回到出发点;D2s末物体的动能最大答案:ABD来源:题型:多选题,难度:理解图6图(a)表示光滑平台上,物体A以初速度vo滑到上表面粗糙的水平小车上,车与水平面间的动摩擦因数不计,图6(b)为物体A与小车B的v-t图像,

8、由此可知A.小车上表面长度 B.物体A与小车B的质量之比C.A与小车B上表面的动摩擦因数 D.小车B获得的动能 答案:BC来源:2008年宁波市月考一题型:多选题,难度:应用质量为m的物体在空中由静止下落,由于空气阻力,运动的加速度是0.9g,物体下落高度为h,以下说法正确的是 A.重力势能减小了0.9mgh B.动能增大了0.9mghC.动能增大了0.1mgh D.机械能损失了0.1mgh答案:BD来源:2008年南京市月考一题型:多选题,难度:理解如图甲所示,一质量为m = 1kg的物块静止在粗糙水平面上的A点,从t = 0时刻开始,物体在受按如图乙所示规律变化的水平力F作用下向右运动,第

9、3s末物块运动到B点时速度刚好为0,第5s末物块刚好回到A点,已知物块与粗糙水平间的动摩擦因数= 0.2,求:(g取10m/s2)(1)AB间的距离;(2)水平力F在5s时间内对物块所做功。答案:(1)在3s5s物块在水平恒力F作用下由B点匀加速直线运动到A点,设加速度为a,AB间的距离为s,则 (2)设整个过程中F所做功为WF,物块回到A点的速度为vA,由动能定理得:来源:题型:计算题,难度:理解A的质量m1=4 m,B的质量m2=m,斜面固定在水平地面上。开始时将B按在地面上不动,然后放手,让A沿斜面下滑而B上升。A与斜面无摩擦,如图,设当A沿斜面下滑s距离后,细线突然断了。求B上升的最大

10、高度H。答案:H=1.2 s来源:题型:计算题,难度:应用如图所示,质量为M的斜劈放在粗糙水平面上,质量为m1的物块用一根不可伸长的轻绳挂起并通过滑轮与在光滑斜面上放置的质量为m2的滑块相连,斜面的倾角为。释放后,m2拖着m1沿着斜面下滑,在m1、m2运动过程中,斜劈始终静止不动。求:(1)m1、m2的加速度及绳中的张力T是多大?(2)如果m1是从地面附近自静止开始的运动,则在m1上升h高时(仍未达滑轮和,且斜面足够长)整个系统动能变化量多大?此时m2的速度多大?(3)在什么条件下,斜劈与地面无相对运动趋势?若m1=1.0kg,m2=3.0kg,=37,斜劈所受摩擦力的大小和方向如何?(g=1

11、0m/s2,sin37=0.6)答案:(1) (2) (3)当系统a=0时,即时,劈与地无相对运动趋势若m1=1.0kg m2=3.0kg 系统水平方向 水平向右来源:2008年吉林省月考一题型:计算题,难度:理解质量为m的小球被系在轻绳的一端,在竖直平面内做半径为R的圆周运动,运动过程中,小球受到空气阻力的作用.设某时刻小球通过轨道的最低点,此时绳子的张力为7mg,此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰能通过最高点,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为多少?答案:在最低点,拉力和重力的合力作向心力,有T-mg=m (3分)得v1= (1分)在最高点,因为恰好过最高点,所以重力作向心力mg=

12、m (3分)v2= (1分)从最低点到最高点,利用动能定理得:-Wf -mg2r=mv22-mv12(3分)得:Wf =(1分)来源:题型:计算题,难度:应用hs1s2ABC某滑板爱好者在离地h=1.8m高的平台上滑行,水平离开A点后落在水平地面的B点。其水平位移s1=3m。着地时由于存在能量损失,着地后速度变为v=4m/s,并以次为初速沿水平地面滑行s2=8后停止。已知人与滑板的总质量m=60kg。求:人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小;人与滑板离开平台时的水平初速度。(空气阻力忽略不计,g=10m/s2)答案: (1)设滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力为厂,根据动能定理有: (1

13、)由式(1)解得: (2)人和滑板一起在空中做平抛运动,设初速为v0,飞行时间为t,根据平抛运动规律有: (3) (4)由(1)(4)两式解得: (5)来源:2005年高考上海题型:计算题,难度:理解ABC如图所示,一小物块从倾角=37的斜面上的A点由静止开始滑下,最后停在水平面上的C点。已知 小物块的质量m=0.10kg,小物块与斜面和水平面间的动摩擦因数均为=0.25,A点到斜面底端B点的距离L=0.50m斜面与水平面平滑连接,小物块滑过斜面与水平面连接处时无机械能损失。求:(sin37=0.60,cos37=0.80,g=10m/s2)小物块在斜面上运动时的加速度;BC间的距离;若在C点

14、给小物块一水平初速度使小物块恰能回到A点,此初速度为多大?答案:(1)小物块受到斜面的摩擦力f1=mgcos 1分在平行斜面方向由牛顿第二定律mgsinf1=ma 2分解得a=gsingcos=4.0m/s2 2分(2)小物块由A运动到B,根据运动学公式有 2分小物块由B运动到C的过程中所受摩擦力为f2=mg1分根据动能定理有:f2sBC=0 2分 解得sBC=0.80m1分(3)设小物块在C点以初速度vC运动,恰好回到A点,由动能定理得mgLsinf1Lf2sBC=03分 解得vC=2m/s=3.5m/s 2分来源:题型:计算题,难度:理解用一水平恒力作用于静止在光滑水平地面上的物体,经过4

15、 s,物体获得100 J的动能。若改用一半大小的水平恒力作用于同一物体,则物体由静止运动8 m后也可获得100 J的动能。则该物体的质量为多大?答案:设水平恒力为F,据动量定理Ft=mv (5分)上式两边平方得(Ft)2=(mv)2=2mmv2=2mEk (3分)当对物体用力为时,据动能定理s=mv2=Ek (5分)上式两边平方得s2=Ek2 (3分)由联立解得m= kg=50 kg (4分)来源:题型:计算题,难度:应用ACDBO如图所示,竖直平面内的3/4圆弧形光轨道半径为R,A端与圆心O等高,AD为水平面,B点在O的正上方,一个小球在A点正上方由静止释放,自由下落至A点进入圆轨道并恰能到

16、达B点。求:释放点距A点的竖直高度;落点C与A点的水平距离答案:(1)释放点到A高度hOA,则 mg (hOAR)=m vB2 ( 3分)恰能通过最高点B时 mg=m ( 3分)hOA=1.5R (1分)(2)由B到C平抛运动 R=gt2 ( 3分)soc=vt ( 3分)sAc= socR=(1)R (2分)来源:题型:计算题,难度:应用如图所示,斜面与水平台面由曲面圆滑相连,且均光滑,一质量为m的小物块,从斜面上比台面高h处由静止下滑,又滑到在台面旁固定的木块上,在水平表面滑过s后,停在木块上,木块长为L,质量为M,若木块M能沿光滑水平面运动,欲使小物体在木块上恰滑到b端,且不掉下,小物体

17、应从多高处静止开始滑下。 答案:木块固定,小物体由静止下滑至停在木块上,根据动能定理,小物体的运动为木块不固定,小物体由高H处静止下滑,当小物体滑到b端时,它们有共同的速度V,动能定理,小物体由H滑到木块上的初速度为v,小物体和木块在水平方向动量守恒四个式子联立得,来源:题型:计算题,难度:理解宇航员在月球表面完成下面实验:在一固定的竖直光滑圆弧轨道内部最低点静止一质量为m的小球(可视为质点)如右图所示,当施加给小球一瞬间水平冲量I时,刚好能使小球在竖直面内做完整圆周运动已知圆弧轨道半径为r,月球的半径为R,万有引力常量为G若在月球表面上发射一颗环月卫星,所需最小发射速度为多大?答案:解:设月

18、球表面的重力加速度为g,由动量定理有:I=mV0 V0=(2分)在最高点,由机械能守恒有:(2分)重力提供向心力:(2分)由(1)、(2)、(3)得(2分)设最小发射速度为u, (2分) (2+2分)来源:题型:计算题,难度:应用ABCD如图所示,一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC,其半径R0.5m,轨道在C处与水平地面相切。在C处放一小物块,给它一水平向左的初速度v05m/s,结果它沿CBA运动,通过A点,最后落在水平面上的D点,求C、D间的距离s。取重力加速度g10m/s2。答案:解:物体从CBA有:物体从AD有:解之可得:s=1m来源:2006年高考理综2题型:计算题,难度:理解

19、2003年1月5日晚,在太空遨游92圈的“神舟”四号飞船返回舱按预定计划,载着植物种子、邮品、纪念品等实验品,安全降落在内蒙古中部草原。 “神舟”四号飞船在返回时先要进行姿态调整,飞船的返回舱与留轨舱分离,返回舱以近8km/s的速度进入大气层,当返回舱距地面30km时,返回舱上的回收发动机启动,相继完成拉出天线、抛掉底盖等动作。在飞船返回舱距地面20km以下的高度后,速度减为200m/s而匀速下降,此段过程中返回舱所受空气阻力为,式中为大气的密度,v是返回舱的运动速度,S为与形状特征有关的阻力面积。当返回舱距地面高度为10km时,打开面积为1200m2的降落伞,直到速度达到8.0m/s后匀速下

20、落。为实现软着陆(即着陆时返回舱的速度为0),当返回舱离地面1.2m时反冲发动机点火,使返回舱落地的速度减为零,返回舱此时的质量为2.7103kg 取g=10m/s2 。(1)用字母表示出返回舱在速度为200m/s时的质量。(2)分析打开降落伞到反冲发动机点火前,返回舱的加速度和速度的变化情况。(3)求反冲发动机的平均反推力的大小及反冲发动机对返回舱做的功。答案:解:(1)当回收舱在速度为200m/s时,受到重力和阻力平衡而匀速下落,根据牛顿第二定律mgf=05分根据已知条件,得 解得:3分(2)在打开降落伞后,返回舱的加速度先增大而后减小,加速度方向向上。返回舱的速度不断减少,直到速度减小到

21、8.0 m/s后匀速下落。6分 (3)反冲发动工作后,使回收舱的速度由8.0 m/s减小为0,回收舱受重力和反冲力F作用做匀速运动,运动位移h=1.2M,根据动能定理 4分解得 F=9.9104N2分 反冲发动机对返回舱的功W=Fh=1.2105J2分来源:题型:计算题,难度:应用一辆平板车上竖直固定一个光滑的1/4圆周的弧形轨道, 轨道与平板车相切于A点, 轨道与车的总质量为M, 若将小车固定, 而使一个质量为m的物体从圆弧轨道的顶端滑下, 物体在滑到A点右方L m处停下, 如图所示. 现将小车放在光滑的水平面上仍让同一物体从圆弧轨道的顶端滑下, 设平板与物体间的摩擦系数为. 求: (1)

22、当物体滑到A点时,物体对平板车做多少功?(2) 物体将停在距A点多远处?答案:(1) (2) L.来源:题型:计算题,难度:应用如图所示,质量为m的物体A放在长为倾角为30的斜面上,物体与斜面的摩擦系数为,细绳跨过固定在物体上的滑轮,一端固定在斜面的顶端C,另一端作用一个拉力F,将物体A从斜面底端拉倒斜面顶端,已知细绳的BC段在运动过程中与斜面始终平行,绳与滑轮的摩擦不计,要使拉力F做功最少,细绳之间的夹角应为多大?拉力F为多大?拉力F做的功最少为多大?答案:120,mg,mgl.来源:题型:计算题,难度:理解如图所示,质量为m的小球P位于距水平地面高度H处,在水平地面的上方存在一定厚度的“作

23、用力区域”,如图中的虚线部分。当小球进入“作用力区域”后将受到竖直向上的恒定作用力F,F=5mg,F对小球的作用刚好使从静止释放的小球不与水平地面接触。H=25m,g=10ms2。 求: (1)作用力区域的厚度h=? (2)小球从静止释放后的运动是周期性的运动,周期T=? 答案:(1)根据动能定理有 h = 5m (2)设小球在作用力区域上方运动的时间是t1,进入作用力区域的速度是v,在作用力区域内加速度是a,运动的时间t2,则s 解得t2 = 0.5s小球得运动周期解得T = 5 s 来源:2008年廊坊市月考一题型:计算题,难度:理解电动机带动滚轮匀速转动,在滚轮的作用下,将金属杆从最底端

24、A送往倾角=30的足够长斜面上部.滚轮中心B与斜面底部A的距离为L=6.5m,当金属杆的下端运动到B处时,滚轮提起,与杆脱离接触.杆由于自身重力作用最终会返回斜面底部,与挡板相撞后,立即静止不动.此时滚轮再次压紧杆,又将金属杆从最底端送往斜面上部,如此周而复始.已知滚轮边缘线速度恒为v=4m/s,滚轮对杆的正压力FN=2104N,滚轮与杆间的动摩擦因数为=0.35,杆的质量为m=1103Kg,不计杆与斜面间的摩擦,取g=10m/s2 .求:(1)在滚轮的作用下,杆加速上升的加速度;(2)杆加速上升至与滚轮速度相同时前进的距离;(3)每个周期中电动机对金属杆所做的功;(4)杆往复运动的周期.答案

25、:(1)f=N=7103N a=f-mgsin/m=2m/s2( 2 )s=4m(3)sL金属杆先匀加速4米,后匀速2.5米.W1-mgsins=mv2 W2- mgsins=0W1=2.8104JW2=1.25104JW= W1+W2=4.05104J(4)t1=v/a=2s t2=L-s/v=0.625s 后做匀变速运动a=gsinL=v0t+at2 6.5=-4t3+5t32 得t32.6sT= t1+ t2+ t3=5.225s来源:2008年重庆市月考二题型:计算题,难度:理解跳高运动员从地面起跳后上升到一定的高度,跃过横杆后落下,为了避免对运动员的伤害,在运动员落下的地方设置一片沙

26、坑。某运动员质量为60.0kg,身高为1.84m。运动员从距地高度为1.90m的横杆上落下,设运动员开始下落的初速度为零。他的身体直立落地,双脚在沙坑里陷下去的深度为10cm,落地过程重心下落 的高度为1.25m。忽略他下落过程受到的空气阻力。求(1)运动员在接触沙坑表面时的速度大小;(2)沙坑对运动员平均阻力的大小。(重力加速度g取10m/s2)答案:解:(1)运动员从高处落下到接触沙坑表面的过程中,运动员重心下落的高度h=1.25 m,下落过程中机械能守恒,即4分 解得运动员落到地面的速度为3分 (2)运动员从下落到沙坑中停下,这个过程中初末动能都为零,重力做功等于运动员克服沙坑阻力f做功

27、.即 4分 得2分 解得: f=8.1103N.来源:题型:计算题,难度:应用如图所示,P为一个具有半径R=0.8米的固定的1/4圆弧的光滑轨道。滑块质量m=2千克,小车质量M=2千克,放在光滑水平地面上,小车长L=2.5米。再将小车固定,当滑块从P的顶端静止释放,滑块以1米/秒滑离小车左端(g取10米/秒2),求:m和M间的滑动摩擦系数;放开小车,其他条件不变,则m能否滑离小车?若能,滑块滑离小车时的速度多大?若不能,则m在小车上滑行多长距离?答案:0.3 不能,2米/秒,1.33米来源:题型:计算题,难度:理解如图所示,一质量为m的物体沿着半径为R的圆弧轨道自P点由静止开始运动,物体在圆轨

28、道上运动时受一个方向与运动方向相同的大小恒为F的拉力作用,在轨道底端Q处撤去F,物体整个轨道间的滑动摩擦系数为m,物体最后在水平轨道上滑行距离s后至G点停下,求全过程克服摩擦力做功为多少?到Q点时速度多大?在弧形轨道上克服摩擦力做功为多少?答案:, ,来源:题型:计算题,难度:理解如图所示,一质量M=lOOkg的小车在光滑水平面上以v1=1ms的速度向右运动,一质量m=50kg的人以v2=56ms的水平速度从小车的右端迎面跳上小车求:(1)人跳上小车后,人和小车的共同速度(2)人跳上小车的过程中,人对小车做的功答案:解:(1)人与小车组成的系统,水平方向动量守恒,选向右为正方向,应有Mv1-m

29、v2=(m+M)vv=m/s=-1.2m/s“”号说明共同速度的方向向左(2)由动能定理,人对车做的功W=Mv2-Mv12=100(1.22-12)J=22J来源:题型:计算题,难度:应用H01Lv0AB如图所示,在固定斜面的底端A有一个小木块m,斜面高H3m,长L5m,问:木块沿斜面向上初速度v0和木块与斜面摩擦因数分别为多少时,木块能恰好到达顶端B,并下滑返回A点时的速度大小为初速度v0的一半? 答案:向上的过程:往返全过程动能定理:, 解得:来源:题型:计算题,难度:应用如图所示,在倾角 = 37足够长的固定斜面上,有一质量m = 1 kg的物体,物体与斜面间的动摩擦因数 = 0.5,物体从斜面底端出

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