動能定理及簡單應用(含答案).doc

動能定理及簡單應用一、動能1、定義：物體由于運動而具有的能2、表達式：Ekmv2.3、物理意義：動能是狀態(tài)量，是標量(填“矢量”或“標量”)二、動能定理1、內(nèi)容：力在一個過程中對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的變化2、表達式：WmvmvEk2Ek1.3、物理意義：合外力的功是物體動能變化的量度4、適用條件(1)動能定理既適用于直線運動，也適用于曲線運動(2)既適用于恒力做功，也適用于變力做功(3)力可以是各種性質(zhì)的力，既可以同時作用，也可以分階段作用三、理解（一）對動能及其變化的理解1、對動能的理解(1)動能是物體由于運動而具有的能量，表達式Ekmv2.(2)動能是狀態(tài)量，和物體的瞬時速度大小(速率)對應2、關(guān)于動能的變化動能的變化量為正值，表示物體的動能增加了，對應于合外力對物體做正功；動能的變化量為負值，表示物體的動能減小了，對應于合外力對物體做負功，或者說物體克服合外力做功（二）動能定理及其應用1、對動能定理的理解(1)動能定理公式中等號表明了合外力做功與物體動能的變化間的兩個關(guān)系： 數(shù)量關(guān)系：即合外力所做的功與物體動能的變化具有等量代換關(guān)系可以通過計算物體動能的變化，求合外力的功，進而求得某一力的功 因果關(guān)系：合外力的功是引起物體動能變化的原因(2)動能定理中涉及的物理量有F、l、m、v、W、Ek等，在處理含有上述物理量的問題時，優(yōu)先考慮使用動能定理2、運用動能定理需注意的問題(1)應用動能定理解題時，在分析過程的基礎(chǔ)上無需深究物體運動過程中狀態(tài)變化的細節(jié)，只需考慮整個過程的功及過程初末的動能(2)若過程包含了幾個運動性質(zhì)不同的分過程，既可分段考慮，也可整個過程考慮但求功時，有些力不是全過程都作用的，必須根據(jù)不同的情況分別對待求出總功，計算時要把各力的功連同正負號一同代入公式四、練習1、關(guān)于動能的理解，下列說法正確的是()A動能是機械能的一種表現(xiàn)形式，凡是運動的物體都具有動能B物體的動能不可能為負值C一定質(zhì)量的物體動能變化時，速度一定變化，但速度變化時，動能不一定變化D動能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)答案ABC2、關(guān)于運動物體所受的合外力、合外力做的功及動能變化的關(guān)系，下列說法正確的是()A合外力為零，則合外力做功一定為零B合外力做功為零，則合外力一定為零C合外力做功越多，則動能一定越大D動能不變，則物體合外力一定為零答案A解析合外力為零，則物體可能靜止，也可能做勻速直線運動，這兩種情況合外力做功均為零，所以合外力做功一定為零，A對；合外力做功為零或動能不變，合外力不一定為零，如勻速圓周運動，故B、D錯；合外力做功越多，動能變化越大，而不是動能越大，故C錯3、質(zhì)量為m的物體在水平力F的作用下由靜止開始在光滑地面上運動，前進一段距離之后速度大小為v，再前進一段距離使物體的速度增大為2v，則()A第二過程的速度增量等于第一過程的速度增量B第二過程的動能增量是第一過程動能增量的3倍C第二過程合外力做的功等于第一過程合外力做的功D第二過程合外力做的功等于第一過程合外力做功的2倍答案AB解析由題意知，兩個過程中速度增量均為v，A正確；由動能定理知：W1mv2，W2m(2v)2mv2mv2，故B正確，C、D錯誤4、子彈的速度為v，打穿一塊固定的木塊后速度剛好變?yōu)榱闳裟緣K對子彈的阻力為恒力，那么當子彈射入木塊的深度為其厚度的一半時，子彈的速度是()A. B.v C. D.答案B解析設(shè)子彈的質(zhì)量為m，木塊的厚度為d，木塊對子彈的阻力為Ff.根據(jù)動能定理，子彈剛好打穿木塊的過程滿足Ffd0mv2.設(shè)子彈射入木塊厚度一半時的速度為v，則Ffmv2mv2，得vv，故選B5、某人用手托著質(zhì)量為m的物體，從靜止開始沿水平方向運動，前進距離l后，速度為v(物體與手始終相對靜止)，物體與手掌之間的動摩擦因數(shù)為，則人對物體做的功為()Amgl B0 Cmgl D.mv2答案D6、一人乘豎直電梯從1樓到12樓，在此過程中經(jīng)歷了先加速，后勻速，再減速的運動過程，則下列說法正確的是()A電梯對人做功情況是：加速時做正功，勻速時不做功，減速時做負功B電梯對人做功情況是：加速和勻速時做正功，減速時做負功C電梯對人做的功等于人動能的增加量D電梯對人做的功和重力對人做的功的代數(shù)和等于人動能的增加量答案D解析電梯向上加速、勻速、再減速運動的過程中，電梯對人的作用力始終向上，故電梯始終對人做正功，A、B均錯誤；由動能定理可知，電梯對人做的功和重力對人做的功的代數(shù)和等于人動能的增加量，故C錯誤，D正確7、如圖所示，物體與斜面AB、DB間動摩擦因數(shù)相同可視為質(zhì)點的物體分別沿AB、DB從斜面頂端由靜止下滑到底端，下列說法正確的是()A物體沿斜面DB滑動到底端時動能較大B物體沿斜面AB滑動到底端時動能較大C物體沿斜面DB滑動過程中克服摩擦力做的功較多D物體沿斜面AB滑動過程中克服摩擦力做的功較多答案B解析已知物體與斜面AB、DB間動摩擦因數(shù)相同，設(shè)斜面傾角為，底邊為x，則斜面高度為hxtan ，斜面長度為L，物體分別沿AB、DB從斜面頂端由靜止下滑到底端，由動能定理有：mghmgcos Lmghmgxmv2，可知物體沿斜面AB滑動到底端時動能較大，故A錯誤，B正確；物體沿斜面滑動過程中克服摩擦力做的功WmgLcos mgx，則兩次相同，故C、D錯誤8、(2011課標全國15)一質(zhì)點開始時做勻速直線運動，從某時刻起受到一恒力作用此后，該質(zhì)點的動能可能()A一直增大B先逐漸減小至零，再逐漸增大C先逐漸增大至某一最大值，再逐漸減小D先逐漸減小至某一非零的最小值，再逐漸增大解析若力F的方向與初速度v0的方向一致，則質(zhì)點一直加速，動能一直增大，選項A正確若力F的方向與v0的方向相反，則質(zhì)點先減速至速度為零后再反向加速，動能先減小至零后再增大，選項B正確若力F的方向與v0的方向成一鈍角，如斜上拋運動，物體先減速，減到某一值再加速，則其動能先減小至某一非零的最小值再增大，選項D正確答案ABD9、甲、乙兩物體質(zhì)量之比m1m212，它們與水平桌面間的動摩擦因數(shù)相同，在水平桌面上運動時，因受摩擦力作用而停止(1)若它們的初速度相同，則運動位移之比為_；(2)若它們的初動能相同，則運動位移之比為_答案(1)11(2)21解析設(shè)兩物體與水平桌面間的動摩擦因數(shù)為.(1)它們的初速度相同，設(shè)為v0，由動能定理得：m1gl10m1v.m2gl20m2v.所以l1l211.(2)它們的初動能相同，設(shè)為Ek，由動能定理得：m1gl10Ek.m2gl20Ek.所以l1l2m2m121.10、人通過滑輪將質(zhì)量為m的物體，沿粗糙的斜面從靜止開始勻加速地由底端拉到斜面頂端，物體上升的高度為h，到達斜面頂端時的速度為v，如圖所示則在此過程中 ()A物體所受的合外力做的功為mghmv2B物體所受的合外力做的功為mv2C人對物體做的功為mghD人對物體做的功大于mgh答案BD解析物體沿斜面做勻加速運動，根據(jù)動能定理：W合WFWfmghmv2，其中Wf為物體克服摩擦力做的功人對物體做的功即是人對物體的拉力做的功，所以W人WFWfmghmv2，A、C錯誤，B、D正確11、如圖所示，質(zhì)量為m的小球用長為L的輕質(zhì)細線懸于O點， 與O點處于同一水平線上的P點處有一個光滑的細釘，已知OP，在A點給小球一個水平向左的初速度v0，發(fā)現(xiàn)小球恰能到達跟P點在同一豎直線上的最高點B.則：(1)小球到達B點時的速率？(2)若不計空氣阻力，則初速度v0為多少？(3)若初速度v03，則小球在從A到B的過程中克服空氣阻力做了多少功？解析(1)小球恰能到達最高點B，有mgm，得vB .(2)從AB由動能定理得mg(L)mvmv可求出v0 .(3)由動能定理得mg(L)Wfmvmv可求出WfmgL.答案(1) (2) (3)mgL12、如圖所示，電梯質(zhì)量為M，在它的水平地板上放置一質(zhì)量為m的物體電梯在鋼索的拉力作用下由靜止開始豎直向上加速運動，當上升高度為H時，電梯的速度達到v，則在這個過程中，以下說法中正確的是()A電梯地板對物體的支持力所做的功等于B電梯地板對物體的支持力所做的功大于C鋼索的拉力所做的功等于MgHD鋼索的拉力所做的功大于MgH解析以物體為研究對象，由動能定理得WNmgHmv2，即WNmgHmv2，選項B正確，選項A錯誤以系統(tǒng)為研究對象，由動能定理得WT(mM)gH(Mm)v2，即WT(Mm)v2(Mm)gHMgH，選項D正確，選項C錯誤答案BD13、如圖所示，一塊長木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物體A，現(xiàn)以恒定的外力F拉B，由于A、B間摩擦力的作用，A將在B上滑動，以地面為參考系，A、B都向前移動一段距離在此過程中 ()A外力F做的功等于A和B動能的增量BB對A的摩擦力所做的功等于A的動能增量CA對B的摩擦力所做的功等于B對A的摩擦力所做的功D外力F對B做的功等于B的動能的增量與B克服摩擦力所做的功之和答案BD解析A物體所受的合外力等于B對A的摩擦力，對A物體運用動能定理，則有B對A的摩擦力所做的功等于A的動能的增量，B對A對B的摩擦力與B對A的摩擦力是一對作用力與反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑動，A、B對地的位移不等，故二者做功不等，C錯對B應用動能定理，WFWfEkB，WFEkBWf，即外力F對B做的功等于B的動能的增量與B克服摩擦力所做的功之和，D對由前述討論知B克服摩擦力所做的功與A的動能增量(等于B對A的摩擦力所做的功)不等，故A錯14、(2012福建理綜21)如圖所示，用跨過光滑定滑輪的纜繩將海面上一艘失去動力的小船沿直線拖向岸邊已知拖動纜繩的電動機功率恒為P，小船的質(zhì)量為m，小船受到的阻力大小恒為f，經(jīng)過A點時的速度大小為v0，小船從A點沿直線加速運動到B點經(jīng)歷時間為t1，A、B兩點間距離為d，纜繩質(zhì)量忽略不計求：(1)小船從A點運動到B點的全過程克服阻力做的功Wf；(2)小船經(jīng)過B點時的速度大小v1；(3)小船經(jīng)過B點時的加速度大小a.答案(1)fd(2) (3)解析(1)小船從A點運動到B點克服阻力做功Wffd(2)小船從A點運動到B點，電動機牽引纜繩對小船做功WPt1由動能定理有WWfmvmv由式解得v1 (3)設(shè)小船經(jīng)過B點時纜繩的拉力大小為F，纜繩與水平方向夾角為，電動機牽引纜繩的速度大小為v，則PFvvv1cos 由牛頓第二定律有Fcos fma由式解得a.15、(2012北京理綜22)如圖所示，質(zhì)量為m的小物塊在粗糙水平桌面上做直線運動，經(jīng)距離l后以速度v飛離桌面，最終落在水平地面上已知l1.4 m，v3.0 m/s，m0.10 kg，小物塊與桌面間的動摩擦因