机械能守恒定律-专题-动能定理的应用.docx

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1、专题:动能定理的应用要点一用动能定理求变力的功即学即用1 .剑桥大学物理学家海伦杰尔斯基研究了各种自行车特技的物理学原理,并通过计算机模拟D技术探寻特技动作的极限，设计了一个令人惊叹不已的高难度动作一一“爱因斯坦空翻”，并在；伦敦科学博物馆由自行车特技运发动（18岁的布莱士）成功完成.“爱因斯坦空翻”简化模型如AB下图,质量为m的自行车运发动从B点由静止出发,经BC圆孤,从C点竖直冲出,完成空翻,完一二）成空翻的时间为t.由B到C的过程中，克服摩擦力做功为W,空气阻力忽略不计,重力加速度为g,试求：自行车运发动从B到C至少做多少功？答案W+Lmg干8要点二物体系统的动能定理问题电即学即用2 .

2、如下图,有一光滑的T字形支架,在它的竖直杆上套有一个质量为m的物体A,用长为I的不可伸长的细绳将A悬挂在套于水平杆上的小环B下,B的质量11h=m=m.开始时A处于静止状态,细绳处于竖直状态.今用水平恒力F=3mg拉小环B,使A上升.求当拉至细绳与水平杆成37时,A的速度为多大？答整向要点三动能定理分析复杂过程问题重即学即用3 .如下图，质量m=lkg的木块静止在高h=L2m的平台上，木块与平台间的动摩擦因数为i-pj=0.2,用水平推力F=20N,使木块产生位移h=3m付撤去,木块又滑行L=Im时飞出平台，求木块落地时速度的大小？答案811s题型1求变力功典例例1如下图,质量为m的小球被系在

3、轻绳的一端，以O为圆心在竖直平面内做半径为R的圆运动.运动过程中，小球受到空气阻力的作用.设某时刻小球通过圆周的最低点A,此时绳子的张为7mg,此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰能通过最高点B,那么在此过程中小球克服气阻力所做的功是多少？答案;WgR题型2物体系统动能定理问题典例【例2】如下图,跨过定滑轮的轻绳两端的物体A和B的质量分别为M和m,物体A在水平面上.A由静止释放,当B沿竖直方向下落h时,测得A沿水平面运动的速度为V,这时细绳与水平面的夹角为。，试分析计算B下降h过程中,A克服地而摩擦力做的功.（滑轮的质量和摩擦均不计）答案mgh-fv2+in（vcos）222题型3动能定理在

4、多物理过程中的应用例3如下图，ABijCD为两个对称斜面,其上部都足够长,下局部别与一个光滑的圆孤的两端相切，圆孤圆心角为120,半径R=2.0m.一个质量为2kg的物体在离弧底E高为h=3.0m处，以初速度Vo=4s沿斜面运动,物体与两斜面的动摩擦因数均为=0.2.物体在两斜面上（不包括圆孤局部）一共能运动多少路程？（g=10ms2）答案28m题型4深挖隐含条件【例4】如下图,竖直平面内放直角杆AOB,杆的水平局部粗糙,动摩擦因数=0.2,杆的直局部光滑.两局部各套有质量均为1kg的小球A和B,AB球间用细绳相连.此时A、B处于静止状态，：OA=3m,OB=4m.假设A球在水平拉力F的作用下

5、向右缓慢地移动1m（取g=10m/s),那么（1）该过程中拉力F做功多少？（2）假设用20N的恒力拉A球向右移动1m时,A的速度到达了2ms,那么此过程中产生的内能为多少？答案（1）14J（2）4.4J1.静止在粗糙水平面上的物块A受方向始终水平向右、大小先后为F、巳、E的拉力作用做直线IMnL711运动,t=4S时停下,其v-t图象如下图,物块A与水平面间的动摩擦因数处处相同，以下判断IELlh确的选项是（）A.全过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功B.全过程拉力做的功等于零C.一定有F1F3=2F2D.有可能F1+F32F2答案AC2.如下图,物体以100J的初动能从斜面底端向上运动，

6、当它通过斜面某一点M时,其动能减少80J,机械能减少32J,如果物体能从斜而上返回底端,那么物体在运动过程中的以下说法正确的选项是（）A.物体在M点的重力势能为-48JB.物体自M点起重力势能再增加21J到最高点C.物体在整个过程中摩擦力做的功为-80JD.物体返回底端时的动能为30J答案C3.有一个竖直放置的圆形轨道,半径为R,由左右两局部组成.如下图,右半局部AEB是光滑的,左半局部BFA是粗糙的.在轨道最低点A放一个质量为m的小球,并给小球一个水平向右的初速度,使小球沿轨道恰好运动到最高点B,小球从B点又能沿BFA轨道回到A点，到达A点时对轨道的压力为4mg.在求小球在A点的速度V。时，

7、甲同学的解法是：由于小球恰好到达B点,故在B点小球的速度为零，ymv=2mgR,所以:v=2J点.在求小球从B点沿BFA回到A点的速度时，乙同学的解法是：由于回V2I到A点时对轨道的压力为4mg,故:4mg=m-,所以:va=2JgR.R你同意甲、乙两位同学的解法吗?如果同意请说明理由;假设不同意，请指出他们的错误之处,并求出结果.根据题中所描绘的物理过程,求小球由B经F回到A的过程中克服摩擦力所做的功.答案不同意.甲同学在求VD时,认为小球在B点的速度为零,这是错误的.在B点VB时有最小值.2正确的解法是:mg=m为一R-2mgR=mv-mv；22联立求解得Vo=15gR2乙同学在计算中漏掉

8、了重力,应为R-mg=mX-R将Fx=4mg代入解得VA=y3gR设摩擦力做的功为W,小球从B-F-A的过程中由动能定理可得2mgR+W尸JmvJmv；联立式解得W-mgR故小球从B-F-A的过程中克服摩擦力做的功为W.mgR4.如下图，电动机带动滚轮匀速转动，在滚轮的作用下，将金属杆从最底端A送往倾角6=30。的足够长斜面上部.滚轮中心B与斜而底部A的距离为L6.5m,当金属杆的下运动到B处时,滚轮提起,与杆脱离接触.杆由于自身重力作用最终会返回斜面底部，与挡板相撞后,立即静止不动.此时滚轮再次压紧杆，又将金属杆从最底端送往斜面上部，如此周而复始.滚轮边缘线速度恒为v=4ms,滚轮对杆的正压

9、力R=210,N,滚轮与杆间的动摩擦因数为=0.35,杆的质量为m=l10,kg,不计杆与斜面间的摩擦,取g=10rn/s)求：(D在滚轮的作用下,杆加速上升的加速度.(2)杆加速上升至与滚轮速度相同时前进的距离.(3)每个周期中电动机对金属杆所做的功.(4)杆往复运动的周期.答案(1)2ms2(2)4m(3)4.0510J(4)5.225s由正1. 如下图,在抗洪救灾中,一架直升机通过绳索,用恒力F竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱,使其水面开始加速上升到某一高度,假设考虑空气阻力而不考虑空气浮力，那么在此过程中，以下说法确的有()A.力F所做功减去克服阻力所做的功等于重力势能的增量B.木箱克

10、服重力所做的功等于重力势能的增量C.力F、重力、阻力三者合力所做的功等于木箱动能的增量D.力F和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量答案BCD2. 一个小物块冲上一个固定的粗糙斜面,经过斜面上A、B两点,到达斜面上最高点后返回时,又通力/过了B、A两点,如下图.关于物块上滑时由A到B的过程和下滑时由B到A的过程,动能的变化,一量的绝对值AEh和AE卜以及所用时间tt和t卜相比拟,有()A.E.Eb,t.Eb,t,tFC.EXE卜，t,tFD.EhEb,ttVt下答案D仍3. (2009长沙模拟)如下图,一物块以6m/s的初速度从曲面A点下滑,运动到B点速度为6m/s.假设物体以5m/s的初速

11、度仍由A点下滑,那么它运动到B点时的速度()A.大于5 m/sC.小于5 m/s答案AB.等于5m/sD.条件缺乏,无法计算4.如下图,质量为m的物块与水平转台之间的动摩擦因数为,物体与转动轴相距R,物体随转由静止开始转动.当转速增加至某值时，物块即将在转台上滑动,此时转台已开始匀速转动，这过程中,摩擦力对物体做的功是()A.OB.2mgRC.2mgR答案DD.mgR/25.如下图，DO是水平面,AB是斜面,初速度为V。的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零.如果斜面改为AC,让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点且速度刚好为零.物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零,那么物体具

12、有的初速度（）图2-5A.大于V0B.等于V。C.小于VoD.取决于斜面的倾斜角答案B6.在平直公路上,汽车由静止做匀加速运动，当速度到达Vm后立即关闭发动机直至静止,v-t图象如下图,设汽车的牵引力为F,摩擦力为F1,全过程中牵引力F做功为W：,摩擦力F,对物体做的功为W”那么()A.=lB.丛=LC.,D.丛=，Ff3W21FfW23答案BC7.如下图,绘出了轮胎与地面间的动摩擦因数分别为/“和，时，紧急刹车时的刹车痕迹（即车距离D与刹车前车速V的关系曲线,那么1和2的大小关系为（）AK2C12答案CBiD.条件缺乏,不能比拟8.（2007全国1116）假定地球、月球都静止不动,用火箭从地

13、球沿地月连线向月球发射探测器.假定探测器在地球外表附近脱离火箭.用W表示探测器从脱离火箭处飞到月球的过程中克服地球引力做的功,用Ek表示探测器脱离火箭时的动能,假设不计空气阻力,那么A.Ek必须大于或等于W.探测器才能到达月球B.Ek小于W,探测器也可能到达月球C.Ekw,探测器一定能到达月球2D.Ekw,探测器定不能到达月球2答案BD9.如下图，电梯质量为M,地板上放置质量为m的物体.钢索拉电梯由静止开始向上加速运动,升高度为H时,速度到达V,那么（）当上A.地板对物体的支持力做的功等于_LmM2B.地板对物体的支持力做的功等于mgHC.钢索的拉力做的功等于_MVIMgH2D.合力对电梯M做

14、的功等于IMj2答案D10.静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块,在水平拉力F作用下,沿X轴方向运动,拉加为T次淅“F力F随物块所在位置坐标X的变化关系如下图，图线为半圆.那么小物块运动到设处i时的动能为().0B.LFmXuC.FmD._x02544答案C11 .某同学做拍打篮球的游戏,篮球在球心距地面高h尸0.9m范围内做竖直方向的往复运动(如C下图).在最高点时手开始击打篮球,手与球作用的过程中,球心下降了h2=0.05m,球从落地到反弹与地面作用的时间t=0.1s,反弹速度S的大小是刚触地时速度%大小的I,且反弹卜后恰好到达最高点.篮球的质量m=0.5kg,半径R=OJm.且手对球和地面对球的作用力均可视为恒力(忽略空气阻力,g取10m/s?).求：(1)球反弹的速度叱的大小.(2)地面对球的弹力F的大小.(3)每次拍球时,手对球所做的功W.答案(1)4m/s(2)50N(3)2.25J12 .(2009柳州模拟)如下图,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点衔接,导轨半径为R,个质量为m的静止物块在A处压缩弹簧,在弹力的作用下获得某一向右速度,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力