5.2 动能和动能定理.doc

5.2 动能和动能定理1子弹的速度为v，打穿一块固定的木块后速度刚好变为零若木块对子弹的阻力为恒力，那么当子弹射入木块的深度为其厚度的一半时，子弹的速度是( )A. B.v C. D.解析 设子弹质量为m，木块的厚度为d，木块对子弹的阻力为f.根据动能定理，子弹刚来源：Zxxk.Com好打穿木块的过程满足fd0mv2.设子弹射入木块厚度一半时的速度为v，则fmv2mv2，得vv，故选B.答案 B2如图521所示，质量为m的物块，在恒力F的作用下，沿光滑水平面运动，物块通过A点和B点的速度分别是vA和vB，物块由A运动到B点的过程中，力F对物块做的功W为( )图521AWmvB2mvA2BWmvB2mvA2CWmvA2mvB2D因为F的方向未知，W无法求出解析 对物块由动能定理得：WmvB2mvA2，故选项B准确答案 B3一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用此后，该质点的动能可能( )A一直增大B先逐渐减小至零，再逐渐增大C先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大解析 若力F的方向与初速度v0的方向一致，则质点一直加速，动能一直增大，选项A准确若力F的方向与v0的方向相反，则质点先减速至速度为零后反向加速，动能先减小至零后增大，选项B准确若力F的方向与v0的方向成一钝角，如斜上抛运动，物体先减速，减到某一值，再加速，则其动能先减小至某一非零的最小值，再增大，选项D准确答案 ABD4如图522所示，一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力F作用下从平衡位置P点缓慢地移到Q点，此时悬线与竖直方向夹角为，则拉力F做的功为 ( )AmgLcos BmgL(1cos )图522CFLsin DFLcos 解析 小球缓慢移动，时时都处于平衡状态，由平衡条件可知，Fmg tan .随着的增大，F也在增大，可见F是一个变化的力，不能直接用功的公式求它做的功，所以这道题要考虑用动能定理求解因为物体缓慢移动，动能保持不变，由动能定理得mgL(1cos )W0，所以WmgL(1cos )答案 B5质量为1 500 kg的汽车在平直的公路上运动，vt图像如图523所示由此可求( )来源：学科网ZXXK图523A前25 s内汽车的平均速度B前10 s内汽车的加速度C前10 s内汽车所受的阻力D1525 s内合外力对汽车所做的功解析 由图可知：能够确定前25 s内汽车的平均速度和前10 s内汽车的加速度，由前25 s内汽车的平均速度可求025 s或1525 s内合外力对汽车所做的功，WEk.不能求出阻力所做的功或阻力的大小故A、B、D项准确来源：学*科*网图524答案 ABD6如图524所示，劲度系数为k的弹簧下端悬挂一个质量为m的重物，处于静止状态手托重物使之缓慢上移，直到弹簧恢复原长，手对重物做的功为W1.然后放手使重物从静止开始下落，重物下落过程中的最大速度为v，不计空气阻力重物从静止开始下落到速度最大的过程中，弹簧对重物做的功为W2，则( )AW1 BW1CW2mv2 DW2mv2解析 设物体静止时弹簧伸长的长度为x，由胡克定律得：mgkx.手托重物使之缓慢上移，直到弹簧恢复原长，重物的重力势能增加了mgx，弹簧的弹力对重物做了功，所以手对重物做的功W1，选项B准确由动能定理知W2mv2，则C、D错答案：B7小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为H，设所受阻力大小恒定，地面为零势能面在上升至离地高度h处，小球的动能是势能的2倍，到达最高点后再下落至离地高度h处，小球的势能是动能的2倍，则h等于()A. B. C. D.解析设小球的初动能为Ek0，阻力为F，根据动能定理，上升到最高点有，Ek0(mgF)H，上升到离地面h处有，Ek02mgh(mgF)h，从最高点到离地面h处，有(mgF)(Hh)mgh，解以上三式得hH.答案D来源:学.科.网Z.X.X.K8刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一如图525所示的图线1、2分别为甲、乙两辆汽车在紧急刹车过程中的刹车距离l与刹车前的车速v的关系曲线，已知紧急刹车过程中车与地面间是滑动摩擦据此可知，下列说法中正确的是()图525A甲车的刹车距离随刹车前的车速v变化快，甲车的刹车性能好B乙车与地面间的动摩擦因数较大，乙车的刹车性能好C以相同的车速开始刹车，甲车先停下来，甲车的刹车性能好D甲车的刹车距离随刹车前的车速v变化快，甲车与地面间的动摩擦因数较大解析在刹车过程中，由动能定理可知：mglmv2，得l可知，甲车与地面间动摩擦因数小(题图线1)，乙车与地面间动摩擦因数大(题图线2)，刹车时的加速度ag，乙车刹车性能好；以相同的车速开始刹车，乙车先停下来B正确来源:学。科。网Z。X。X。K答案B图5269如图526所示，斜面高h，质量为m的物块，在沿斜面向上的恒力F作用下，能匀速沿斜面向上运动，若把此物块放在斜面顶端，在沿斜面向下同样大小的恒力F作用下物块由静止向下滑动，滑至底端时其动能的大小为 ()Amgh B2mgh C2Fh DFh解析物块匀速向上运动，即向上运动过程中物块的动能不变，由动能定理知物块向上运动过程中外力对物块做的总功为0，即WFmghWf0物块向下运动过程中，恒力F与摩擦力对物块做功与上滑中相同，设滑至底端时的动能为Ek，由动能定理WFmghWfEk0将式变形有WFWfmgh，代入有Ek2mgh.答案B图52710如图527所示，质量为m1、长为L的木板置于光滑的水平面上，一质量为m的滑块放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力的大小为f，用水平的恒定拉力F作用于滑块当滑块从静止开始运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为s，滑块速度为v1，木板速度为v2，下列结论中正确的是()A滑块克服摩擦力所做的功为f(Ls)B上述过程满足(Ff)(Ls)mv12m1v22C其他条件不变的情况下，F越大，滑块到达右端所用时间越长D其他条件不变的情况下，f越大，滑块与木板间产生的热量越多解析滑块运动到木板右端的过程中，滑块相对于地面的位移为(Ls)，所以滑块克服摩擦力做功为f(Ls)，A正确；上述过程中对滑块根据动能定理有(Ff)(Ls)mv12，对木板有fsm1v22，所以(Ff)(Ls)fsmv12m1v22，故B错误；对滑块根据牛顿第二定律有a1，对木板有a2，滑块从静止开始运动到木板右端时有a1t2a2t2L，可见F越大，时间越短，C错误；由能量守恒定律可得滑块与木板间产生的热量为fL，D正确答案AD11质量m1 kg的物体，在水平拉力F(拉力方向与物体初速度方向相同)的作用下，沿粗糙水平面运动，经过位移4 m时，拉力F停止作用，运动到位移是8 m时物体停止，运动过程中Ekx的图线如图528所示求：(g取10 m/s2)图528(1)物体的初速度多大？(2)物体和平面间的动摩擦因数为多大？(3)拉力F的大小？解析(1)从图线可知初动能为2 JEk0mv22 J，v2 m/s(2)在位移为4 m处物体的动能为10 J，在位移为8 m处物体的动能为零，这段过程中物体克服摩擦力做功设摩擦力为f，则fx2010 J10 Jf N2.5 N因fmg，故0.25(3)物体从开始到移动4 m这段过程中，受拉力F和摩擦力f的作用，合力为Ff，根据动能定理有(Ff)x1Ek故FfN4.5 N答案(1)2 m/s(2)0.25(3)4.5 N图52912如图529所示，长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30角固定放置将一质量为m的小球固定在管底，用一轻质光滑细线将小球与质量为Mkm的小物块相连，小物块悬挂于管口现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止不动，小球继续向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，小球在转向过程中速率不变(重力加速度为g)(1)求小物块下落过程中的加速度大小；(2)求小球从管口抛出时的速度大小；(3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于L.解析(1)设细线中的张力为T，根据牛顿第二定律得MgTMaTmgsin 30ma且Mkm解得ag.(2)设M落地时速度大小为v，m射出管口时速度大小为v0.M落地前由动能定理得MgLsin 30mgLsin 30sin 30(Mm)v2，对m，M落地后由动能定理得mg(LLsin 30)sin 30mv02mv2联立解得v0 (k>2)(3)小球做平抛运动，则xv0tLsin 30gt2解得xL 由<得xL <L.答案(1)g(2) (k>2)(3)见解析