2019-2020年高中物理 3.3動能定理的應用自我小測 滬科版必修2.doc
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2019-2020年高中物理 3.3動能定理的應用自我小測 滬科版必修2 1人騎自行車下坡,坡長l=500 m,坡高h=8 m,人和車總質(zhì)量為100 kg,下坡時初速度為4 m/s,人不踏車的情況下,到達坡底時車速為10 m/s,g取10 m/s2,則下坡過程中阻力所做的功為( ) A.-4 000 J B.-3 800 J C.-5 000 J D.-4 200 J 2速度為v的子彈,恰好可以穿透一塊固定著的木板,如果子彈速度為2v,子彈穿透木板時阻力視為不變,則可穿透同樣的木板( ) A.2塊 B.3塊 C.4塊 D.1塊 3兩個質(zhì)量不等的小鉛球A和B,分別從兩個高度相同的光滑斜面和圓弧斜坡的頂端由靜止滑向底部,如圖所示,下列說法正確的是( ) A.下滑過程中重力所做的功相等 B.它們到達底部時動能相等 C.它們到達底部時速率相等 D.它們到達底部時速度相同 4一質(zhì)量為1 kg的物體被人用手由靜止向上提升1 m,這時物體的速度為2 m/s,則下列說法正確的是( ) A.人對物體做功12 J B.合外力對物體做功12 J C.合外力對物體做功2 J D.物體克服重力做功10 J 5(經(jīng)典回放)在離地面高為h處豎直上拋一質(zhì)量為m的物塊,拋出時的速度為v0,當它落到地面時速度為v,用g表示重力加速度,則在此過程中物塊克服空氣阻力所做的功等于( ) A.mgh-mv2-mv B.-mgh-mv2-mv C.mgh-mv2+mv D.mgh+mv2-mv 6以初速度v0豎直向上拋出一質(zhì)量為m的小物塊。假定物塊所受的空氣阻力f大小不變。已知重力加速度為g,則物塊上升的最大高度和返回到原拋出點的速率分別為( ) A.和v0 B.和v0 C.和v0 D.和v0 7如圖所示,質(zhì)量為m的小球被系在輕繩一端,在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動,運動過程中小球受到空氣阻力的作用。設某一時刻小球通過軌道的最低點,此時繩子的張力為7mg,此后小球繼續(xù)做圓周運動,經(jīng)過半個圓周恰好通過最高點,則在此過程中小球克服空氣阻力所做的功為( ) A.mgR B.mgR C.mgR D.mgR 8如圖所示,質(zhì)量為m的雪橇,從冰面上滑下,當雪橇滑到A點時,速度大小為v0,它最后停在水平冰面的B點,A點距水平地面高度為h,如果將雪橇從B點拉到A點,拉力方向始終與冰面平行,且它通過A點時速度大小為v0,則由B到A的過程中拉力做功等于________。 9在距地面10 m高處,一人以5 m/s的速度水平拋出一個質(zhì)量為4 kg的物體,物體著地時速度大小是10 m/s,則人拋出物體的過程中對物體所做的功為多大?飛行過程中的物體克服空氣阻力所做的功為多少?(g取10 m/s2) 10雜技演員在進行“頂桿”表演時,用的是一根質(zhì)量可忽略不計的長桿。質(zhì)量為30 kg的演員自桿頂由靜止開始下滑,滑到桿底時速度正好為零。已知長桿底部與下面頂桿人肩部之間有一傳感器,傳感器顯示頂桿人肩部的受力情況如圖所示,取g=10 m/s2。求: (1)桿上的人下滑過程中的最大速度; (2)桿的長度。 11某貨場兩站臺A、B之間的水平傳送裝置如圖所示,兩站臺與傳送帶處于同一水平面,A、B之間的水平距離s0=4 m(等于傳送帶的長度),傳送帶的運行速度v0=5 m/s,方向如圖,現(xiàn)將一質(zhì)量m=10 kg的貨物自A端由靜止開始運送到B端,求摩擦力對貨物做功的平均功率。(已知貨物與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.02,取g=10 m/s2) 12質(zhì)量為5103 kg的汽車在t=0時刻速度v0=10 m/s,隨后以P=6104 W的額定功率沿平直公路繼續(xù)前進,經(jīng)72 s達到最大速度,設汽車受恒定阻力,其大小為2.5103 N。求: (1)汽車的最大速度vm; (2)汽車在72 s內(nèi)經(jīng)過的路程s。 13如圖所示,傾角θ=37的斜面底端B平滑連接著半徑r=0.40 m的豎直光滑圓軌道。質(zhì)量m=0.50 kg的小物塊,從距地面h=2.7 m處沿斜面由靜止開始下滑,小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25,已知sin37=0.6,cos37=0.8,g取10 m/s2。求: (1)物塊滑到斜面底端B時的速度大?。? (2)物塊運動到圓軌道的最高點A時,對圓軌道的壓力大小。 參考答案 1解析:由動能定理可得: mgh+Wf=m(v-v) 解得Wf=-mgh+m(v-v)=-3 800 J 故選項B正確。 答案:B 2解析:設阻力為f,根據(jù)動能定理,初速度為v時,則-fs=0-mv2,初速度為2v時,則 -fns=0-m(2v)2,解得n=4。 答案:C 3解析:根據(jù)動能定理得,鉛球到達底部的動能等于重力做的功,由于質(zhì)量不等,但高度相等,所以選項A、B錯誤;到達底部的速率都為v=,但速度的方向不同,所以選項C正確,D錯誤。 答案:C 4解析:合外力做的功等于物體動能的變化量,即W合=ΔEk=mv2=122 J=2 J,選項B錯誤,C正確;物體克服重力做功WG=mgh=1101 J=10 J,選項D正確;而W合=W人-WG,可得W人=W合+WG=12 J,選項A正確。 答案:ACD 5解析:本題中阻力做功為變力做功。應用動能定理來求解,整個過程中只有重力做功和空氣阻力做功,則WG-Wf=mv2-mv 解得Wf=mgh-mv2+mv。 答案:C 6解析:上升過程加速度大小a1=g+;下降過程加速度大小a2=g-;根據(jù)H=和2a2H=v2得:H=;v=v0。 答案:A 7解析:小球在最低點A處由牛頓第二定律有 7mg-mg=m 所以mv=6mgR 小球在最高點B處由牛頓第二定律有 mg=m 所以mv=mgR 小球從A經(jīng)半個圓周到B的過程中由動能定理得W-mg2R=mv-mv 解得W=-mgR,可見小球克服空氣阻力所做的功為mgR。 答案:C 8解析:將物體上滑和下滑兩個過程分別應用動能定理,則下滑過程有mgh-Wf=0-mv 上滑過程有WF-mgh-Wf=mv 由以上兩式可得:WF=2mgh+mv。 答案:2mgh+mv 9解析:根據(jù)動能定理,拋出物體的過程中人對物體所做的功等于物體動能的變化,即W人=mv=452 J=50 J;設飛行過程中的物體克服空氣阻力所做的功為Wf,根據(jù)動能定理,對整個過程有 W人+mgh-Wf=mv2 所以Wf=W人+mgh-mv2 代入數(shù)據(jù)可得 Wf=250 J。 答案:50 J 250 J 10解析:(1)以人為研究對象,人加速下滑過程中受重力mg和桿對人的作用力F1,由題圖可知,人加速下滑過程中桿對人的作用力F1為180 N。由牛頓第二定律得mg-F1=ma 解得a=4 m/s2 1 s末人的速度達到最大,則v=at1=4 m/s。 (2)加速下降時位移為s1=at=2 m 減速下降時,由動能定理得 (mg-F2)s2=0-mv2 代入數(shù)據(jù)解得s2=4 m,s=s1+s2=6 m。 答案:(1)4 m/s (2)6 m 11解析:設運行過程中貨物加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律得: μmg=ma 設到達B端時速度為v,所用時間為t,則 v2=2as0 解得:v=4 m/s<v0 s0= t=t 根據(jù)功能關系得Pt=mv2 解得P=40 W。 答案:40 W 12解析:(1)達到最大速度時,牽引力等于阻力 P=fvm vm== m/s=24 m/s。 (2)由動能定理可得 Pt-fs=mvm2-mv 所以s= = m =1 252 m。 答案:(1)24 m/s (2)1 252 m 13解析:(1)物塊沿斜面下滑到B的過程中,在重力、支持力和摩擦力作用下做勻加速運動,設下滑到達斜面底端B時的速度為v,則由動能定理可得 mgh-μmgcosθ=mv2-0 所以v= 代入數(shù)據(jù)解得v=6.0 m/s。 (2)設物塊運動到圓軌道的最高點A時的速度為vA,在A點受到圓軌道的壓力為N。 物塊沿圓軌道上滑從B到A的過程中由動能定理得 -mg2r=mv-mv2 物塊運動到圓軌道的最高點A時,由牛頓第二定律得 N+mg=m 由以上兩式代入數(shù)據(jù)解得N=20 N 由牛頓第三定律可知,物塊運動到圓軌道的最高點A時,對圓軌道的壓力大小 NA=N=20 N。 答案:(1)6.0 m/s (2)20 N- 配套講稿:
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