高中物理2練習(xí)：第七章 第9講 習(xí)題課：動能定理 含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第9講習(xí)題課：動能定理[時間：60分鐘]題組一應(yīng)用動能定理求變力做的功1．如圖1所示，AB為eq\f(1,4）圓弧軌道，BC為水平直軌道，圓弧的半徑為R，BC的長度也是R，一質(zhì)量為m的物體與兩個軌道間的動摩擦因數(shù)都為μ，當(dāng)它由軌道頂端A從靜止開始下落,恰好運動到C處停止，那么物體在AB段克服摩擦力所做的功為()圖1A.eq\f（1,2）μmgRB。eq\f（1，2)mgRC．－mgRD．(1－μ）mgR2.如圖2所示，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一小球向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面．設(shè)小球在斜面最低點A的速度為v，壓縮彈簧至C點時彈簧最短,C點距地面高度為h，則從A到C的過程中彈簧彈力做功是（)圖2A．mgh－eq\f(1，2）mv2B.eq\f(1，2)mv2－mghC．－mghD．－eq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1(mgh＋\f(1，2)mv2））3．質(zhì)量為m的汽車在平直公路上行駛,發(fā)動機的功率P和汽車受到的阻力Ff均恒定不變，在時間t內(nèi)，汽車的速度由v0增加到最大速度vm，汽車前進的距離為s，則此段時間內(nèi)發(fā)動機所做的功W可表示為(）A．W＝Pt B．W＝FfsC．W＝eq\f(1,2)mveq\o\al（2,m)－eq\f(1，2）mveq\o\al（2,0)＋Ffs D．W＝eq\f（1,2）mveq\o\al(2,m)＋Ffs題組二應(yīng)用動能定理分析多過程問題4．某消防隊員從一平臺上跳下，下落2m后雙腳觸地,接著他用雙腿彎曲的方法緩沖，使自身的重心又下降了0。5m，在著地過程中地面對他雙腳的平均作用力估計為()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5．木塊在水平恒力F的作用下,沿水平路面由靜止出發(fā)前進了L,隨即撤去此恒力，木塊沿原方向又前進了2L才停下來，設(shè)木塊運動全過程中地面情況相同,則摩擦力的大小Ff和木塊所獲得的最大動能Ek分別為（)A．Ff＝eq\f（F，2)Ek＝eq\f（FL,2） B．Ff＝eq\f（F,2）Ek＝FLC．Ff＝eq\f（F，3）Ek＝eq\f(2FL，3) D．Ff＝eq\f(2，3）FEk＝eq\f（FL,3）6。在平直公路上，汽車由靜止開始做勻加速直線運動，當(dāng)速度達到vmax后，立即關(guān)閉發(fā)動機直至靜止，v－t圖象如圖3所示，設(shè)汽車的牽引力為F,受到的摩擦力為Ff,全程中牽引力做功為W1，克服摩擦力做功為W2,則（）圖3A．F∶Ff＝1∶3 B．W1∶W2＝1∶1C．F∶Ff＝4∶1 D．W1∶W2＝1∶37．某旅游景點的滑沙場如圖4甲所示,滑道可看做斜面，一名旅游者乘同一個滑沙撬從A點由靜止出發(fā)，先后沿傾角不同的滑道AB和AB′滑下，最后停在水平沙面上,示意圖如圖乙所示，設(shè)滑沙撬和沙面間的動摩擦因數(shù)處處相同,則該旅游者（)圖4A．沿兩滑道滑行的位移一定相等B．沿兩滑道滑行的時間一定相等C．沿兩滑道滑行的總路程一定相等D．到達B點和B′點的速度相同題組三綜合應(yīng)用8．如圖5所示，一個質(zhì)量為m＝0。6kg的小球以某一初速度v0＝2m/s從P點水平拋出，從粗糙圓弧ABC的A點沿切線方向進入（不計空氣阻力，進入圓弧時無機械能損失)且恰好沿圓弧通過最高點C，已知圓弧的圓心為O，半徑R＝0。3m，θ＝60°，g＝10m/s2。試求:圖5(1)小球到達A點的速度vA的大小;（2)P點與A點的豎直高度H；（3）小球從圓弧A點運動到最高點C的過程中克服摩擦力所做的功W.9．如圖6所示,ABCD為一豎直平面內(nèi)的軌道，其中BC水平，A點比BC高出10m，BC長1m，AB和CD軌道光滑．一質(zhì)量為1kg的物體,從A點以4m/s的速度開始運動，經(jīng)過BC后滑到高出C點10.3m的D點速度為零．（g取10m/s2）求：圖6(1）物體與BC軌道間的動摩擦因數(shù)；（2)物體第5次經(jīng)過B點時的速度;（3）物體最后停止的位置（距B點多少米)．10．如圖7所示，光滑水平面AB與一半圓形軌道在B點相連,軌道位于豎直面內(nèi),其半徑為R，一個質(zhì)量為m的物塊靜止在水平面上，現(xiàn)向左推物塊使其壓緊彈簧，然后放手,物塊在彈力作用下獲得一速度，當(dāng)它經(jīng)B點進入半圓形軌道瞬間，對軌道的壓力為其重力的7倍，之后向上運動恰能完成半圓周運動到達C點，重力加速度為g.求：圖7（1)彈簧彈力對物塊做的功;(2）物塊從B到C克服阻力的功;(3)物塊離開C點后,再落回到水平面上時的動能．11．如圖8所示，在豎直平面內(nèi)固定有兩個很靠近的同心圓軌道，外圓ABCD光滑，內(nèi)圓的上半部分B′C′D′粗糙，下半部分B′A′D′光滑．一質(zhì)量為m＝0.2kg的小球從外軌道的最低點A處以初速度v0向右運動，小球的直徑略小于兩圓的間距，小球運動的軌道半徑R＝0.2m，取g＝10m/s2。圖8(1）若要使小球始終緊貼著外圓做完整的圓周運動,初速度v0至少為多少?(2)若v0＝3m/s,經(jīng)過一段時間后小球到達最高點，內(nèi)軌道對小球的支持力FC＝2N，則小球在這段時間內(nèi)克服摩擦力做的功是多少？（3)若v0＝3。1m/s，經(jīng)過足夠長的時間后，小球經(jīng)過最低點A時速度vA為多少？

答案精析第9講習(xí)題課:動能定理1．D[物體從A運動到B所受的彈力要發(fā)生變化，摩擦力大小也要隨之變化,所以克服摩擦力所做的功不能直接由做功的公式求得．而在BC段克服摩擦力所做的功，可直接求得．對從A到C全過程運用動能定理即可求出物體在AB段克服摩擦力所做的功．設(shè)物體在AB段克服摩擦力所做的功為WAB，物體從A到C的全過程，根據(jù)動能定理，有mgR－WAB－μmgR＝0。所以有WAB＝mgR－μmgR＝(1－μ）mgR。］2．A［由A到C的過程運用動能定理可得:－mgh＋W＝0－eq\f(1,2)mv2，所以W＝mgh－eq\f（1，2)mv2,故A正確．］3．AC［由題意知,發(fā)動機功率不變，故t時間內(nèi)發(fā)動機做功W＝Pt，所以A正確;車做加速運動，故牽引力大于阻力Ff，故B錯誤;根據(jù)動能定理W－Ffs＝eq\f(1,2)mveq\o\al（2,m)－eq\f(1,2）mveq\o\al(2，0)，所以C正確，D錯誤．］4．B［設(shè)地面對雙腳的平均作用力為F,在全過程中,由動能定理得mg（H＋h）－Fh＝0F＝eq\f（mgH＋h，h）＝eq\f(2＋0.5，0。5)mg＝5mg，B正確．]5．C6．BC［對汽車運動的全過程，由動能定理得：W1－W2＝ΔEk＝0，所以W1＝W2，選項B正確,選項D錯誤；由圖象知x1∶x2＝1∶4。由動能定理得Fx1－Ffx2＝0，所以F∶Ff＝4∶1，選項A錯誤，選項C正確．]7．A8．(1)4m/s（2）0.6m(3）1.2J解析（1）在A處由速度的合成得vA＝eq\f（v0，cosθ）代值解得vA＝4m/s（2)P到A小球做平拋運動，豎直分速度vy＝v0tanθ由運動學(xué)規(guī)律有veq\o\al(2,y)＝2gH由以上兩式解得H＝0.6m(3)恰好過C點滿足mg＝eq\f（mv\o\al(2，C），R）由A到C由動能定理得－mgR(1＋cosθ)－W＝eq\f（1,2)mveq\o\al（2，C)－eq\f（1,2)mveq\o\al(2，A)代入解得W＝1.2J。9．（1）0.5(2）4eq\r(11)m/s（3）距B點0。4m解析（1）由動能定理得－mg（h－H）－μmgsBC＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，解得μ＝0。5.（2)物體第5次經(jīng)過B點時，物體在BC上滑動了4次，由動能定理得mgH－μmg·4sBC＝eq\f(1,2）mveq\o\al(2,2）－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1），解得v2＝4eq\r（11)m/s(3）分析整個過程，由動能定理得mgH－μmgs＝0－eq\f(1，2)mveq\o\al（2,1）,解得s＝21。6m。所以物體在軌道上來回運動了10次后，還有1.6m，故距B點的距離為2m－1.6m＝0。4m。10．見解析解析（1）由動能定理得W＝eq\f（1,2）mveq\o\al(2,B)在B點由牛頓第二定律得7mg－mg＝meq\f（v\o\al（2,B),R)解得W＝3mgR（2）物塊從B到C由動能定理得eq\f(1，2)mveq\o\al（2，C）－eq\f(1，2）mveq\o\al(2,B)＝－2mgR＋W′物塊在C點時mg＝meq\f(v\o\al(2，C),R)解得W′＝－eq\f(1，2)mgR，即物體從B到C克服阻力做功為eq\f（1,2）mgR.(3)物塊從C點平拋到水平面的過程中，由動能定理得2mgR＝Ek－eq\f（1，2)mveq\o\al(2,C），Ek＝eq\f（5，2)mgR11．(1）eq\r(10)m/s（2）0。1J（3）2m/s解析（1）設(shè)此情形下小球到達外軌道的最高點的最小速度為vC,則由牛頓第二定律可得mg＝eq\f（mv\o\al（2,C)，R）由動能定理可知－2mgR＝eq\f(1，2）mveq\o\al(2,C）－eq\f（1，2）mveq\o\al(2,0）代入數(shù)據(jù)解得:v0＝eq\r（10)m/s。（2)設(shè)此時小球到達最高點的速度為vC′，克服摩擦力做的功為Wf，則由牛頓第二定律可得mg－FC＝eq\f(mvC′2，R）由動能定理可知－2mgR－Wf＝eq\f(1，2）mvC′2－eq\f（1,