功的計(jì)算與動(dòng)能定理、功能關(guān)系經(jīng)典題_第1頁
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文檔簡介

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上3.足球運(yùn)動(dòng)員用力踢質(zhì)量為0.3 kg的靜止足球,使足球以10 m/s的速度飛出,假定腳踢足球時(shí)對(duì)足球的平均作用力為400 N,球在水平面上運(yùn)動(dòng)了20 m后停止,那么人對(duì)足球做的功為(選C )A.8 000 JB.4 000 JC.15 JD.無法確定4.某人用手將一質(zhì)量為1 kg的物體由靜止向上提升1 m,這時(shí)物體的速度為2 m/s,則下列說法中錯(cuò)誤的是(g取10 m/s2)( 選B )A.手對(duì)物體做功12 JB.合外力對(duì)物體做功12 JC.合外力對(duì)物體做功2 JD.物體克服重力做功10 J9、距沙坑高7m處,以v010m/s的初速度豎直向上拋出一個(gè)重力為5N的物體

2、,物體落到沙坑并陷入沙坑0.4m深處停下不計(jì)空氣阻力,g10m/s2.求:(1)物體上升到最高點(diǎn)時(shí)離拋出點(diǎn)的高度;(2)物體在沙坑中受到的平均阻力大小是多少?四、動(dòng)能定理分析連結(jié)體問題4、如圖所示,mA=4kg,mB=1kg,A與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2,B與地面間的距離s=0.8m,A、B間繩子足夠長,A、B原來靜止,求:(1)B落到地面時(shí)的速度為多大;(2)B落地后,A在桌面上能繼續(xù)滑行多遠(yuǎn)才能靜止下來。(g取10m/s2)1關(guān)于功的判斷,下列說法正確的是()A功的大小只由力和位移決定B力和位移都是矢量,所以功也是矢量C因?yàn)楣τ姓拓?fù)功,所以功是矢量D因?yàn)楣χ挥写笮《鴽]有方向,所以功是

3、標(biāo)量解析:選D.由功的公式WFxcos可知做功的多少不僅與力和位移有關(guān),同時(shí)還與F和x正方向之間的夾角有關(guān),故A錯(cuò);功是標(biāo)量沒有方向,但有正負(fù),正、負(fù)不表示大小,也不表示方向,只表示是動(dòng)力做功還是阻力做功,故B、C錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確2人以20 N的水平恒力推著小車在粗糙的水平面上前進(jìn)了5.0 m,人放手后,小車還前進(jìn)了2.0 m才停下來,則小車在運(yùn)動(dòng)過程中,人的推力所做的功為()A100 J B140 JC60 J D無法確定解析:選A.人的推力作用在小車上的過程中,小車發(fā)生的位移是5.0 m,故該力做功為WFxcos20×5.0×cos0° J100 J.4如圖41

4、17所示,B物體在拉力F的作用下向左運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)的過程中,A、B之間有相互的力,則對(duì)各力做功的情況,下列說法中正確的是(地面光滑,A、B物體粗糙)()AA、B都克服摩擦力做功BA、B間彈力對(duì)A、B都不做功C摩擦力對(duì)B做負(fù)功,對(duì)A不做功D彈力對(duì)A不做功,對(duì)B做正功解析:選BC.判斷AB間是否有摩擦力時(shí)是看AB間有無相對(duì)滑動(dòng)(或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)),計(jì)算功的大小時(shí)涉及到的位移,都是相對(duì)地面的位移A、B間相互作用力為f1與f2、NAB與NBA,如圖所示A沒有位移,f2、NBA對(duì)A不做功,B有位移,f1做負(fù)功,NAB與位移成90°,不做功,B、C對(duì),A、D錯(cuò)如圖4119所示,滑雪者由靜止開始沿斜坡從A

5、點(diǎn)自由下滑,然后在水平面上前進(jìn)至B點(diǎn)后停止已知斜坡、水平面與滑雪板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)皆為,滑雪者(包括滑雪板)的質(zhì)量為m,A、B兩點(diǎn)間的水平距離為L.在滑雪者運(yùn)動(dòng)的過程中,克服摩擦力做的功()A大于mgL B小于mgLC等于mgL D以上三種情況都有可能解析:選C.滑雪者運(yùn)動(dòng)過程中摩擦力做功為Wfmgcos·lAOmg·lOBmg(lAOcoslOB)mgL.故此過程中,滑雪者克服摩擦力做的功為mgL,C正確2-2-1110. 如圖2-2-11所示,用50 N的力拉一個(gè)質(zhì)量為10kg的物體在水平地面上前進(jìn),若物體前進(jìn)了10m,拉力F做的功W1=_J,重力G做的功W2=_J.如

6、果物體與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1,物體克服阻力做功W3=_J.12如圖4124所示,一個(gè)質(zhì)量為m2 kg的物體受到與水平面成37°角的斜向下方的推力F10 N的作用,在水平地面上移動(dòng)了距離x12 m后撤去推力,此物體又滑行了x21.6 m的距離后停止運(yùn)動(dòng),動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2(g取10 m/s2)求:(1)推力F對(duì)物體做的功;(2)全過程中摩擦力對(duì)物體所做的功解析:(1)推力做功由WFxcos得WFFx1cos37°10×2×0.8 J16 J.(2)受力分析可知豎直方向N1mgFsin37°26 N,所以摩擦力做功Wf1N1x1cos180&

7、#176;0.2×26×2×(1)J10.4 J,撤去外力后N2mg20 N.Wf2N2x2cos180°0.2×20×1.6×(1)J6.4 J,故WfWf1Wf216.8 J.答案:(1)16 J(2)16.8 J10質(zhì)量為2 kg的物體置于水平面上,在運(yùn)動(dòng)方向上受到水平拉力F的作用,沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng),2 s后撤去F,其運(yùn)動(dòng)的速度圖像如圖4120所示,g取10 m/s2,則下列說法中正確的是()A拉力F對(duì)物體做功150 JB拉力F對(duì)物體做功500 J圖4120C物體克服摩擦力做功100 JD物體克服摩擦力做功1

8、75 J解析設(shè)摩擦力大小為f,在02 s內(nèi),a12.5 m/s2,F(xiàn)fma1,位移x1 m15 m,在26 s內(nèi),a22.5 m/s2,x2 m20 m,只受摩擦力f作用,故fma25 N,代入上式得F10 N,則拉力F做功為WFF·x1150 J,摩擦力做功Wff(x1x2)5×(1520) J175 J,即物體克服摩擦力做功175 J.答案AD5.長為L的輕桿可繞O在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),質(zhì)量為M的小球A固定于桿端點(diǎn),質(zhì)量為m的小球B固定于桿中點(diǎn),且M2m,開始桿處于水平,由靜止釋放,當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)()A由于M>m,A球?qū)p桿做正功BA球在最低點(diǎn)速度為 圖4C

9、OB桿的拉力等于BA桿的拉力DB球?qū)p桿做功mgL解析:選D由機(jī)械能守恒得:MgLmgMvmv,又vA2vB,解得:vA2,vB,B錯(cuò)誤;由FOBmgFBAm,解得;FOBFBAmg,故C錯(cuò)誤;由EA機(jī)MvMgLMgL,故桿對(duì)A球做正功,A錯(cuò)誤;EB機(jī)mvmgmgL,故B球?qū)p桿做功為 mgL,D正確。3如圖所示,質(zhì)量相同的物體分別自斜面AC和BC的頂端由靜止開始下滑,物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都相同,物體滑到斜面底部C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為Ek1和Ek2,下滑過程中克服摩擦力所做的功分別為W1和W2,則()AEk1Ek2W1W2 BEk1Ek2W1W2CEk1Ek2W1W2 DEk1Ek2W1W2解

10、析:設(shè)斜面的傾角為,斜面的底邊長為L,則下滑過程中克服摩擦力做的功為Wmgcos·L/cosmgL,所以兩種情況下克服摩擦力做的功相等又由于B的高度比A低,所以由動(dòng)能定理可知Ek1Ek2,故選B.答案:B4一輛汽車以v16 m/s的速度沿水平路面行駛時(shí),急剎車后能滑行l(wèi)13.6 m,如果以v28 m/s的速度行駛,在同樣路面上急剎車后滑行的距離l2應(yīng)為()A6.4 mB5.6 m C7.2 mD10.8 m5在足球比賽中,球剛踢出時(shí)的速度為v0,并從球門右上角擦著橫梁進(jìn)入球門,如圖所示球門的高度為h,足球飛入球門的速度為v,足球的質(zhì)量為m,足球可看成質(zhì)點(diǎn)則球員將足球踢出時(shí)對(duì)足球做的功

11、為(不計(jì)空氣阻力)()Amghmv2 Bmghmv2C.mvmghmv2 D.mv6.如圖所示,用同種材料制成的一個(gè)軌道,AB段為圓弧,半徑為R,水平放置的BC段長度為R.一小物塊質(zhì)量為m,與軌道間動(dòng)摩擦因數(shù)為,當(dāng)它從軌道頂端A由靜止下滑時(shí),恰好運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)靜止,那么物塊在AB段克服摩擦力做的功為()AmgR BmgR(1)CmgR/2 DmgR/2解析:設(shè)在AB段物塊克服摩擦力做的功為W,則對(duì)物塊從A到C全過程應(yīng)用動(dòng)能定理得mgRWmgR0,整理得WmgR(1),B正確答案:B7.(2012·蕪湖高一檢測(cè))2008年北京奧運(yùn)會(huì)上,蕪湖籍跳水運(yùn)動(dòng)員周呂鑫獲得10米跳臺(tái)的銀牌,為蕪湖人民

12、爭了光假設(shè)在某次比賽中他從10 m高處的跳臺(tái)跳下,設(shè)水的平均阻力約為其體重的3倍,在粗略估算中,把運(yùn)動(dòng)員當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)處理,為了保證運(yùn)動(dòng)員的人身安全,池水深度至少為(不計(jì)空氣阻力)()A5 mB3 mC7 mD1 m解析:設(shè)水的深度為h,由動(dòng)能定理mg× (10h)3mgh0,h5 m,A對(duì)答案:A9一列車的質(zhì)量為5.0×105 kg,在平直的軌道上以額定功率3 000 kW加速行駛,當(dāng)速度由10 m/s加速到所能達(dá)到的最大速度30 m/s時(shí),共用了2 min,則在這段時(shí)間內(nèi)列車前進(jìn)的距離是多少?解析:列車速度最大時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng),則有F阻F牽 N1×105 N對(duì)列車速度由

13、10 m/s至30 m/s的過程用動(dòng)能定理得:PtF阻·xmvmv代入數(shù)據(jù)解得x1 600 m答案:1 600 m 9如圖所示,用細(xì)圓管組成的光滑軌道AB部分平直,BC部分是處于豎直平面內(nèi)半徑為R的半圓,圓管截面半徑rR.有一質(zhì)量為m,半徑比r略小的光滑小球以水平初速度v0射入圓管,問:(1)若要小球能從C端出來,初速度v0需多大?(2)在小球從C端出來的瞬間,管壁對(duì)小球的壓力為mg,那么小球的初速度v0應(yīng)為多少?解析:(1)要使小球能運(yùn)動(dòng)到C處,且從C端出來,必須滿足mvmg·2R,即:v02(2)以AB所在平面為零勢(shì)面,則小球到達(dá)C處時(shí)的重力勢(shì)能為2mgR,從B到C列機(jī)

14、械能守恒方程:mv2mgRmv小球在C處受重力mg和細(xì)管豎直方向的作用力FN,根據(jù)牛頓第二定律,得:mgFN由解得FN5mg討論式,即得解:a當(dāng)小球受到向下的壓力時(shí),F(xiàn)Nmg,v0b當(dāng)小球受到向上的壓力時(shí),F(xiàn)Nmg,v0答案:見解析8如圖所示,在一長為2l的不可伸長的輕桿的兩端,各固定一質(zhì)量為2m與m的A、B兩小球,系統(tǒng)可繞過桿的中點(diǎn)O且垂直紙面的固定轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)初始時(shí)輕桿處于水平狀態(tài),無初速度釋放后,輕桿轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)輕桿轉(zhuǎn)至豎直位置時(shí),小球A的速率多大?解析:選A、B兩小球與地球?yàn)橐幌到y(tǒng),在運(yùn)動(dòng)過程中沒有機(jī)械能與其他形式能的轉(zhuǎn)化,故系統(tǒng)的機(jī)械能守恒選初始位置為參考平面,由機(jī)械能守恒得:02mglmgl

15、×2mvmv.因兩球角速度相等,則vAl,vBl,聯(lián)立式,解得vA.答案: 6(2012·遼寧大連高一檢測(cè))如圖是為了檢驗(yàn)?zāi)撤N防護(hù)罩承受沖擊能力的裝置的一部分,M為半徑為R1.0 m、固定于豎直平面內(nèi)的四分之一光滑圓弧軌道,軌道上端切線水平,M的下端相切處放置豎直向上的彈簧槍,可發(fā)射速度不同的質(zhì)量m0.01 kg的小鋼珠假設(shè)某次發(fā)射的鋼珠沿軌道內(nèi)側(cè)恰好能經(jīng)過M的上端點(diǎn)水平飛出,取g10 m/s2,彈簧槍的長度不計(jì),則發(fā)射該鋼珠前,彈簧的彈性勢(shì)能為()A0.10 JB0.15 JC0.20 JD0.25 J解析:小鋼珠恰好經(jīng)過M的上端點(diǎn)有mgm,所以v m/s.根據(jù)機(jī)械能守恒

16、定律得EpmgRmv20.15 J.答案:B1如圖所示,細(xì)繩跨過定滑輪懸掛兩物體M和m,且Mm,不計(jì)摩擦,系統(tǒng)由靜止開始運(yùn)動(dòng)過程中()AM、m各自的機(jī)械能分別守恒BM減少的機(jī)械能等于m增加的機(jī)械能CM減少的重力勢(shì)能等于m增加的重力勢(shì)能DM和m組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒解析:M下落過程中,繩的拉力對(duì)M做負(fù)功,M的機(jī)械能減少;m上升過程,繩的拉力對(duì)m做正功,m的機(jī)械能增加,A錯(cuò)誤;對(duì)M、m組成的系統(tǒng),機(jī)械能守恒,易得B、D正確;M減少的重力勢(shì)能并沒有全部用于m重力勢(shì)能的增加,還有一部分轉(zhuǎn)變成M、m的動(dòng)能,所以D錯(cuò)誤答案:BD15.(滾動(dòng)交匯考查)(10分)為了研究過山車的原理,物理小組提出了下列設(shè)想:取

17、一個(gè)與水平方向夾角為37°、長為L=2.0 m的粗糙的傾斜軌道AB,通過水平軌道BC與豎直圓軌道相連,出口為水平軌道DE,整個(gè)軌道除AB段以外都是光滑的.其中AB與BC軌道以微小圓弧相接,如圖所示.一個(gè)小物塊以初速度v0=4.0 m/s,從某一高處水平拋出,到A點(diǎn)時(shí)速度方向恰沿AB方向,并沿傾斜軌道滑下.已知小物塊與傾斜軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5(g取10 m/s2,sin37°=0.60, cos37°=0.80)求:(1)小物塊的拋出點(diǎn)和A點(diǎn)的高度差;(2)為了讓小物塊不離開軌道,并且能夠滑回傾斜軌道AB,則豎直圓軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件.(3)要使小物塊不離

18、開軌道,并從水平軌道DE滑出,求豎直圓軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件.15.【解析】(1)設(shè)從拋出點(diǎn)到A點(diǎn)的高度差為h,到A點(diǎn)時(shí)豎直方向的速度為vy,則有:h=gt2 (1分)tan37°= (1分)聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)解得h=0.45 m (1分)(2)小物塊到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度:vA= =5 m/s (1分)從A到B,由動(dòng)能定理:mgLsin37°-mgLcos37°=mv B 2-mvA2 (1分)要使小物塊不離開軌道并且能夠滑回傾斜軌道AB,則小物塊沿圓軌道上升的最大高度不能超過圓心,即:mvB2mgR (1分)所以R1.65 m(1分)(3)小物塊從B到豎直圓軌道最高點(diǎn),由機(jī)械能守恒:mvB2=m

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