1、课时作业(十八)动能动能定理及其应用1质量为10kg的物体，在变力F作用下沿x轴做直线运动，力随坐标x的变化情况如图所示物体在x0处，速度为1m/s，一切摩擦不计，则物体运动到x16m处时，速度大小为()第1题图 A2m/s B3m/s C4m/s D. m/s2质量为2kg的物体，以1m/s的速度在光滑水平长直轨道上滑行从某时刻起对该物体施加一个沿轨道的水平力，经过一段时间后，滑块的速度改变量的大小为2m/s，则在此过程中水平力做的功可能为 () A. 0 B3J C4J D8J3用长为l的细线，一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，小球可在竖直平面内做圆周运动，如图所示，MD为竖直方向
2、上的直径，OB为水平半径，A点位于M、B之间的圆弧上，C点位于B、D之间的圆弧上，开始时，小球处于圆周的最低点M，现给小球某一初速度，下述说法正确的是()第3题图 A若小球通过A点的速度大于，则小球必能通过D点 B若小球通过B点时，绳的拉力大于3mg，则小球必能通过D点 C若小球通过C点的速度大于，则小球必能通过D点 D小球通过D点的速度可能会小于4某电动汽车在平直公路上从静止开始加速，测得发动机功率随时间变化的图象和其速度随时间变化的图象分别如图甲、乙所示，若电动汽车所受阻力恒定，则下列说法正确的是()甲乙 第4题图 A测试时该电动汽车所受阻力为1.0103N B该电动汽车的质量为1.210
3、3kg C在0110s内该电动汽车的牵引力做功为4.4106J D在0110s内该电动汽车克服阻力做的功2.44106J5如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，BC为水平的，其距离d0.50m，盆边缘的高度为h0.30m.在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑已知盆内侧壁是光滑的而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停的地点到B距离为()第5题图 A0.50m B0.25m C0.10m D06如图所示，a、b的质量均为m，a从倾角为45的光滑固定斜面顶端无初速地下滑，b从斜面顶端以初速度v0平
4、抛，对二者的运动过程以下说法正确的是()第6题图 A都做匀变速运动 B落地前的瞬间速率相同 C整个运动过程重力对二者做功的平均功率相同 D整个运动过程重力势能的变化相同7如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，B、C两小球在固定的光滑斜面上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在垂直于斜面的光滑挡板上现用手控制住A，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线、弹簧均与斜面始终平行已知A、B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态释放A后，A竖直向下运动至速度最大时C恰好离开挡板下列说法正确的是()第7题图 A斜面倾角30 B斜面倾角6
5、0 CA获得最大速度为g DA获得最大速度为g8如图所示，放在光滑水平面上的矩形滑块是由不同材料的上下两层粘在一起组成的质量为m的子弹以速度v水平射向滑块，若击中上层，则子弹刚好不穿出，如图(a)所示；若击中下层，则子弹嵌入其中，如图(b)所示，比较上述两种情况，以下说法不正确的是()(a)(b)第8题图 A两种情况下子弹和滑块的最终速度相同 B两次子弹对滑块做的功一样多 C两次系统产生的热量一样多 D两次滑块对子弹的阻力一样大9如图所示，质量为m的小球，从离地面H高处从静止开始释放，落到地面后继续陷入泥中h深度而停止，设小球受到空气阻力为f，则下列说法正确的是()第9题图 A小球落地时动能等
6、于mgH B小球陷入泥中的过程中克服泥土阻力所做的功小于刚落到地面时的动能 C整个过程中小球克服阻力做的功等于mg(Hh) D小球在泥土中受到的平均阻力为mg(1H/h)10如图所示，质量为m的滑块以一定初速度滑上倾角为的固定斜面，同时施加一沿斜面向上的恒力Fmgsin；已知滑块与斜面问的动摩擦因数tan，取出发点为参考点，能正确描述滑块运动到最高点过程中产生的热量Q，滑块动能Ek、势能Ep、机械能E随时间t、位移s关系的是()第10题图ABCD11如图甲所示，长为4m的水平轨道AB与倾角为37的足够长斜面BC在B处连接，有一质量为2kg的滑块，从A处由静止开始受水平向右的力F作用，F按图乙所
7、示规律变化，滑块与AB和BC间的动摩擦因数均为0.25，重力加速度g取10m/s2.求：(1)滑块到达B处时的速度大小；(2)不计滑块在B处的速率变化，滑块冲上斜面，滑块最终静止的位置与B点的距离甲乙第11题图12一滑块(可视为质点)经水平轨道AB进入竖直平面内的四分之一圆弧形轨道BC.已知滑块的质量m0.50kg，滑块经过A点时的速度vA5.0m/s，AB长x4.5m，滑块与水平轨道间的动摩擦因数0.10，圆弧轨道的半径R0.50m，滑块离开C点后竖直上升的最大高度h0.10m.取g10m/s.求：(1)滑块第一次经过B点时速度的大小；(2)滑块刚刚滑上圆弧轨道时，对轨道上B点压力的大小；(
8、3)滑块在从B运动到C的过程中克服摩擦力所做的功第12题图13如图所示，AB是倾角为的粗糙直轨道，BCD是光滑的圆弧相切，圆弧的半径为R.一个质量为m的物体(可以看作质点)从直轨道上的P点由静止释放，结果它能在两轨道间做往返运动已知P点与圆弧的圆心O等高，物体与轨道AB间的动摩擦因数为.求：(1)物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的路程；(2)最终当物体通过圆弧轨道最低点E时，对圆弧轨道的压力第13题图14在一次国际城市运动会中，要求运动员从高为H的平台上A点由静止出发，沿着动摩擦因数为的滑道向下运动到B点后水平滑出，最后落在水池中设滑道的水平距离为L，B点的高度h可由运动员自由调节(
9、取g10m/s2)求：第14题图(1)运动员到达B点的速度与高度h的关系(2)运动员要达到最大水平运动距离，B点的高度h应调为多大？对应的最大水平距离smax为多少？(3)若图中H4m，L5m，动摩擦因数0.2，则水平运动距离要达到7m，h值应为多少？15如图所示，某货场需将质量为m1100kg的货物(可视为质点)从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道，使货物由轨道顶端无初速滑下，轨道半径R1.8m.地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板A、B，长度均为l2m，质量均为m2100kg，木板上表面与轨道末端相切货物与木板间的动摩擦因数为1，木板与地面间
10、的动摩擦因数20.2.(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g10m/s2)第15题图(1)求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力(2)若货物滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求1应满足的条件(3)若10.5，求货物滑到木板A末端时的速度和在木板A上运动的时间课时作业(十八)动能动能定理及其应用1.B【解析】 由动能定理可得，mv2mvFs，Fs10410410440(J)，v3m/s.故选B.2.AD【解析】 根据动能定理可知Wmvmv代入数值(滑块速度可能增加可能减小)当增加时W8J，当减小时W0J，故选AD.3.AB【解析】 若小球恰好能通过D点，则在D点时，mmg，即
11、vt，由动能定理知，在M点时，mv2mvmg2l；v，A对；在B点时，mv2mvmgl，3mg，即拉力F3mg，vB，C在BD之间，当vc时，小球未必能一定通过D点，故B对，C错；小球通过D点的速度若小于则无法做圆周运动，D错；故选AB.4.ABD【解析】 t50s时，电动汽车的加速度0.5m/s2，此时电动汽车功率40kW.由fma，f0.5m；t110s时，电动汽车的加速度0m/s2，此时电动汽车功率40kW，由fma.f1.0103N，m1.2103kg，AB对；在0110s内，牵引力做功WF504010360401034.2106J，C错；WFWfmv20；Wf4.2106610216
12、1022.44106J.D对，故选ABD.5.D【解析】 分析小物块的运动过程，可知由于克服摩擦力做功，物块的机械能不断减少根据动能定理可得mghmgx0，物块在BC之间滑行的总路程xm3m.小物块正好停在B点，所以D选项正确6.AD【解析】 物体a受重力和支持力，F合mgsin45，根据牛顿第二定律，ag.物体b做平抛运动，加速度为g，知两物体的加速度不变，所以两物体都做匀变速运动，A对对a运用动能定理，mghmv0，对b运用动能定理，有mghmvmv，知落地瞬间b球的速率大于a球的速率故B错对于a、b，整个运动过程重力做的功相等，重力势能的变化相同，但是a球做匀加速直线运动，hat，ag，
13、则运动的时间ta.b球做平抛运动，根据hgt得，tb.知两个时间不等，故C错D对7.AD【解析】 当A速度最大时，C球离开挡板，则mgmgsinmgsin，即sin，30，A正确，B错误；当A加速度为零时，速度达到最大，对A、B，由动能定理可得mg()mg()sin30mvmv，因为vAvB，解得vAg.故C错误，D正确；故选AD.8.D【解析】 光滑地面、利用动量定理得，最终速度为v1，木块质量为m，mv(mM)v1射入子弹后三者速度相同两次子弹对滑块做的功WMv两次系统产生的热量都是Qmv2(mM)vfdQmv2(mM)v，由于前一次d大于后一次的d，所以前一次的摩擦力小于后一次的摩擦力，
14、故D不正确，故选D.9.C【解析】 小球受到空气阻力为f，故小球落地时动能为mgHfH，A错；小球陷入泥中克服泥土阻力做功应大于刚落地时的动能，B错；由能量守恒，知整个过程中小球克服阻力做功为mg(Hh)，C对；由能量守恒知mg(Hh)fHfh，泥土中受到的平均阻力为mg(1H/h)fH/h，D错；故答案选C.第10题图10.CD【解析】 对滑块受力分析：合力大小：F合mgcosmgsin，方向沿斜面向下由牛顿第二定律F合ma，agsin，物体做匀减速直线运动，斜面长度Lv0tgsin t2，QfLmgsin(v0tgsin t2)，A错；EKEK0m(v0gsint)2，B错；Epmgssi
15、n，C对；Ff，则物体上滑机械能守恒，D对；故选CD.11.(1)m/s(2)1m【解析】 (1)由图得：02m：F120Nx12m; 23m：F20x21m; 34m：F310N，x31m.A至B由动能定理：F1x1F3x3mg(x1x2x3)mv.2021010.25210(211)2v得vBm/s.(2)因为mgsin37mgcos37，滑块将滑回水平面设滑块由B点上滑的最大距离为L，由动能定理mgLcos37mgLsin370mv.解得：Lm.从最高点滑回水平面，设停止在与B点相距s处，mgLsin37mgLcos37mgs00.解得：sL1m.12.(1)4.0m/s(2)21N(3
16、)1.0J【解析】 (1)滑块从A到B做匀减速直线运动，摩擦力fmg由牛顿第二定律可知，滑块的加速度大小a，由运动学公式vv2ax解得滑块经过B点时速度的大小vB4.0m/s.(2)在B点，滑块开始做圆周运动，由牛顿第二定律可知FNmgm解得轨道对滑块的支持力FN21N根据牛顿第三定律可知，滑块对轨道上B点压力的大小也为21N.(3)从B到滑块经过C上升到最高点的过程中，由动能定理mg(Rh)Wf0mv解得滑块克服摩擦力做功Wf1.0J.13.(1)(2)(32cos)mg【解析】(1)因为摩擦力始终对物体做负功，所以物体最终在圆心角为2的圆弧上往复运动对整个过程由动能定理得：mgRcosmg
17、coss0，所以总路程为s.(2)对BE过程mgR(1cos)mvFNmg解得：FN(32cos)mg.由牛顿第三定律得物体对圆弧轨道的压力为(32cos)mg.14.(1)v0(2)h(HL)smaxLHL(3)2.62m0.38m【解析】 (1)设斜面长度为L1，斜面倾角为，根据动能定理得mg(Hh)mgL1cosmv即mg(Hh)mgLmvv0(2)根据平抛运动公式xv0thgt2由式得x2由式可得，当h(HL)smaxLHL(3)在式中令x2m，H4m，L5m，0.2，则可得到： h23h10求出h12.62mh20.38m.15.(1)3000N，方向竖直向下(2)0.410.6(3
18、)4m/s0.4s【解析】 (1)设货物滑到圆轨道末端时的速度为v0，对货物的下滑过程，根据机械能守恒定律得m1gRm1v设货物在轨道末端所受支持力的大小为FN，根据牛顿第二定律得FNm1gm1联立式，代入数据得FN3000N根据牛顿第三定律，货物对轨道的压力大小为3000N，方向竖直向下(2)若滑上木板A时，木板不动，由受力分析得1m1g2(m12m2)g若滑上木板B时，木板B开始滑动，由受力分析得1m1g2(m1m2)g代入数据得0410.6(3)10.5，由式可知，货物在木板A上滑动时，木板不动设货物在木板A上做减速运动时的加速度大小为a1，由牛顿第二定律得1m1gm1a1设货物滑到木板A末端时的速度为v1，由运动学公式得vv2a1l代入数据得v14m/s设在木板A上运动的时间为t，由运动学公式得v1v0a1t代入数据得t0.4s