1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时提升作业(十五)动能和动能定理一、选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分。多选题已在题号后标出)1. (2013吉林高一检测)一个人站在阳台上,从阳台边缘以相同的速率v分别把三个质量相同的球竖直上抛、竖直下抛、水平抛出,不计空气阻力,则三球抛出时的动能()A.上抛球最大B.下抛球最大C.平抛球最大D.三球一样大【解析】选D。根据动能的表达式Ek=mv2知,三球抛出时的动能相同,D正确。2.(多选)(2013驻马店高一检测)一物体在水平方向的两个平衡力(均为恒力)作
2、用下沿水平方向做匀速直线运动,若撤去一个水平力,则有()A.物体的动能可能减少B.物体的动能可能不变C.物体的动能可能增加D.余下的一个力一定对物体做正功【解题指南】解答本题时可按以下思路分析:(1)考虑恒力方向与速度方向相同或相反的情形;(2)考虑恒力方向与速度方向成小于90或大于90的夹角的情形。【解析】选A、C。设撤掉一个力后另一个力与原速度方向间的夹角为。当90180时,力对物体做负功,物体动能减小,A对,D错;当090时,力对物体做正功,物体动能增加,C正确;无论多大,力都对物体做功,物体动能一定变化,B错。3.(2014济南高一检测)质量为m的金属块,当初速度为v0时,在水平面上滑
3、行的最大距离为s。如果将金属块质量增加到2m,初速度增大到2v0,在同一水平面上该金属块最多能滑行的距离为()A.sB.2sC.4sD.8s【解析】选C。设金属块与水平面间的动摩擦因数为。则由动能定理得-mgs=-m -2mgs=-2m(2v0)2 由、得s=4s。C正确。4.(2013宿州高一检测)在光滑的水平面上,质量为m的小滑块停放在质量为M、长度为L的静止的长木板的最右端,滑块和木板之间的动摩擦因数为。现用一个大小为F的恒力作用在M上,当小滑块滑到木板的最左端时,滑块和木板的速度大小分别为v1、v2,滑块和木板相对于地面的位移大小分别为s1、s2。下列关系式错误的是()A.mgs1=m
4、B.Fs2-mgs2=MC.mgL=mD.Fs2-mgs2+mgs1=M+m【解析】选C。滑块在摩擦力作用下前进的距离为s1,故对于滑块mgs1=m,A对,C错;木板前进的距离为s2,对于木板Fs2-mgs2=M,B对;由以上两式得Fs2-mgs2+mgs1=M+m,D对。故应选C。5.(多选)(2014金华高一检测)如图所示,质量为m的小车在水平恒力F推动下,从山坡(粗糙)底部A处由静止开始运动至高为h的坡顶B,获得速度为v,A、B之间的水平距离为x,重力加速度为g。下列说法正确的是()A.小车克服重力所做的功是mghB.合外力对小车做的功是mv2C.推力对小车做的功是mv2+mghD.阻力
5、对小车做的功是mv2+mgh-Fx【解析】选A、B、D。重力做功WG=-mgh,A对。推力做功WF=Fx=mv2+mgh-Wf,C错。根据动能定理WF+Wf+WG=mv2,即合外力做功mv2,B对。由上式得阻力做功Wf=mv2-WF-WG=mv2+mgh-Fx,D正确。二、非选择题(15分)6.(2014江阴高一检测)如图所示,王鹏以v0=8m/s的速度将质量m=6kg的铅球斜向上抛出,他的出手高度h=1.8m。若忽略空气阻力,g取10m/s2。求:(1)铅球在掷出时所具有的重力势能(以地面为参考平面);(2)铅球在掷出时的动能;(3)铅球落地时的速度大小。【解析】(1)掷出时,铅球的重力势能
6、:Ep=mgh=108J(2)掷出时,铅球的动能:Ek=m=192J(3)设落地时的速度大小为v,由动能定理得mgh=mv2-m,解得v=10m/s答案:(1)108 J(2)192 J(3)10 m/s【总结提升】动能定理在多过程中的应用技巧(1)当物体运动过程中涉及多个力做功时,各力对应的位移可能不相同,计算各力做功时,应注意各力对应的位移。计算总功时,应计算整个过程中出现过的各力做功的代数和。(2)研究初、末动能时,只需关注初、末状态,不必关心中间运动的细节。【变式训练】一物体静止在不光滑的水平面上,已知m=1kg,=0.1,现用水平外力F=2N拉其运动5 m,后立即撤去水平外力F,求其
7、还能滑多远?(g取10m/s2)【解析】设力F作用过程中的位移为x1,撤去外力F后发生的位移为x2。水平外力F在x1段做正功,滑动摩擦力Ff在整个运动过程做负功,且Ff=mg,初始动能Ek0=0,末动能Ek=0。根据动能定理:Fx1-mg(x1+x2)=0,解得:x2=m=5 m。答案:5m一、选择题(本题共4小题,每小题7分,共28分。多选题已在题号后标出)1.静止在光滑水平面上的物体,在水平力F的作用下产生位移s,而获得速度v,若水平面不光滑,物体运动时受到的摩擦力为(n是大于1的常数),仍要使物体由静止出发通过位移s而获得速度v,则水平力为()A.FB.FC.nFD.(n+1)F【解析】
8、选A。根据动能定理Fs=mv2,Fs-s=mv2,解得F=F,A正确。【变式训练】(多选)质点在恒力作用下,从静止开始做匀加速直线运动,则质点的动能()A.与它通过的位移成正比B.与它通过的位移的平方成正比C.与它运动的时间成正比D.与它运动的时间的平方成正比【解析】选A、D。由动能定理得Fx=mv2,运动的位移x=at2,质点的动能在恒力F一定的条件下与质点的位移成正比,与质点运动的时间的平方成正比,故A、D正确。2.(多选)(2013台州高一检测)质量为m1、m2的两物体,静止在光滑的水平面上,质量为m的人站在m1上用恒力F拉绳子(人与m1始终相对静止),经过一段时间后,两物体的速度大小分
9、别为v1和v2,位移分别为s1和s2,如图所示。则这段时间内此人所做的功的大小等于()A.Fs2B.F(s1+s2)C.+D.【解析】选B、C。人所做的功的大小等于绳子对系统做功的代数和,由恒力做功公式W=Fs得:W=F(s1+s2),所以A错误,B正确;根据动能定理知,人做的功等于系统动能的增加量,所以C正确,D错误。3.(2014杭州高一检测)木球从水面上方某位置由静止开始自由下落,落入水中又继续下降一段距离后速度减小到零。把木球在空中下落过程叫作过程,在水中下落过程叫作过程。不计空气和水的摩擦阻力,下列说法中正确的是()A.第阶段重力对木球做的功等于第阶段木球克服浮力做的功B.第阶段重力
10、对木球做的功大于第阶段木球克服浮力做的功C.第、第阶段重力对木球做的总功和第阶段合力对木球做的功的代数和为零D.第、第阶段重力对木球做的总功等于第阶段木球克服浮力做的功【解析】选D。设重力和浮力大小分别为G和F,第、第阶段下落的高度分别为H和h,对于整个下落过程,由动能定理得G(H+h)-Fh=0,故GH(F-G)h,C错。4.(多选)(2014盐城高一检测)两个完全相同的小球A和B,在同一高度处以相同大小的初速度v0分别水平抛出和竖直向上抛出,不计空气阻力,下列说法中正确的是()A.两小球落地时的速度大小相同B.两小球落地时,重力的瞬时功率相同C.从开始运动至落地,重力对两小球做功相同D.从
11、开始运动至落地,重力对两小球做功的平均功率相同【解析】选A、C。设小球质量为m,抛出点的高度为h。根据动能定理mgh=mv2-m,小球落地时的速度均为v=,A对。水平抛出的小球落地时的功率为重力mg与v在竖直方向上分量的乘积,向上抛出的小球落地时的功率为mgv,故B错。重力对两球做功均为mgh,C对。由于平抛小球运动时间较短,故重力对做平抛运动的小球做功的平均功率较大,D错。二、非选择题(本题共2小题,共22分)5.(10分)(2013台州高一检测)某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛,如图所示,赛车从起点A由静止出发,沿水平直线轨道运动L=10.0m后到达B点并越过壕沟。已知赛车质量m=0.
12、1kg,通电后以额定功率P=1.15W工作,水平轨道的摩擦阻力恒为0.30 N。图中h=1.25m,s=1.5m。重力加速度g取10m/s2。要成功越过壕沟,赛车至少要工作多长时间?【解析】由于平抛运动的水平位移s=vt,竖直位移h=gt2,解得赛车离开水平直线轨道的速度:v=3m/s。对AB段,根据动能定理:Pt-FfL=mv2代入数据解得t=3s。答案:3s6.(12分)(2013汕头高一检测)如图所示,质量m=1kg的小球(可看成质点),从距离一固定于水平面的半圆形槽上沿高H=5m处自由下落,接着沿半圆形槽壁运动,半圆槽半径R=0.5 m。小球第一次到达槽最低点时速率为10 m/s,并继
13、续沿槽壁运动直到从槽左端边缘飞出,如此反复几次,设摩擦力大小恒定不变,小球与槽壁相碰时不损失能量,不计空气阻力,求:(g取10m/s2)(1)从开始直到小球停止运动过程中,克服摩擦力做的功;(2)小球第一次离槽上升距槽上沿的高度h。【解析】(1)从开始直到小球停止运动过程中,根据动能定理:mg(H+R)-Wf=0,解得Wf=55J。(2)小球从开始直到第一次离槽上升距槽上沿的高度为h,根据动能定理:mg(H-h) -Wf=0。小球从开始直到第一次到达槽最低点,由动能定理:mg(H+R)-Wf=mv2。联立以上两式得h=4m。答案:(1)55 J(2)4 m【总结提升】动能定理的应用技巧(1)应用动能定理解题时,不必探究运动过程的细节,只需考虑各力做功及物体在初、末状态的动能即可。(2)对于物体在恒力作用下的匀变速运动,如果不涉及加速度和时间,应优先考虑应用动能定理。(3)物体做曲线运动及变力做功时,一般要应用动能定理求解。(4)全过程应用动能定理,往往比分过程应用动能定理更加简捷。关闭Word文档返回原板块