江蘇省2019版高中物理學(xué)業(yè)水平測(cè)試復(fù)習(xí) 第七章 機(jī)械能守恒定律 第18講 動(dòng)能 動(dòng)能定理 訓(xùn)練二 動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用對(duì)點(diǎn)練 必修2.doc
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江蘇省2019版高中物理學(xué)業(yè)水平測(cè)試復(fù)習(xí) 第七章 機(jī)械能守恒定律 第18講 動(dòng)能 動(dòng)能定理 訓(xùn)練二 動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用對(duì)點(diǎn)練 必修2.doc
訓(xùn)練二動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用1(2016連云港學(xué)測(cè)模擬)如圖1所示,從距地面高h(yuǎn)5 m的A點(diǎn)以一定的初速度水平拋出一金屬小球,拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)的水平距離x10 m,g取10 m/s2,金屬小球所受空氣阻力忽略不計(jì)圖1(1)求小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;(2)求小球的初速度大??;(3)現(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為0.1 kg的塑料球從A點(diǎn)以跟金屬小球相同的初速度拋出,測(cè)得落地時(shí)的速度大小為12 m/s,求該過程塑料球克服空氣阻力所做的功2(2017江蘇學(xué)測(cè))地鐵車站的軌道往往建得高些如圖2所示,列車從A到O的進(jìn)站過程中,在平直軌道的A處關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),“沖”到站臺(tái)的O處停下來進(jìn)站上坡過程中,列車的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能列車開啟發(fā)動(dòng)機(jī)從O到B的出站過程中,重力勢(shì)能可轉(zhuǎn)化為列車的動(dòng)能被再次利用,從而達(dá)到節(jié)約能源的目的設(shè)坡高為h,列車的質(zhì)量為m,經(jīng)過A、B時(shí)的速度大小均為v0,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g.圖2(1)求列車經(jīng)過A時(shí)的動(dòng)能Ek;(2)求列車進(jìn)站過程中損失的機(jī)械能E;(3)通過計(jì)算求與沒有坡的情形相比,列車從A到B的過程中牽引力少做的功W.(假設(shè)在沒有坡和有坡的兩種情形下,列車出站過程克服摩擦力所做的功相等)3(2017南京學(xué)測(cè)模擬)體育課上同學(xué)們進(jìn)行一項(xiàng)拋球入框游戲,球框(框壁厚度忽略不計(jì))緊靠豎直墻壁放在水平地面上,如圖3所示,某同學(xué)將球(可視為質(zhì)點(diǎn))正對(duì)豎直墻壁水平拋出并投入框中球框高度和寬度均為L,球的拋出點(diǎn)離地面的高度3L,離墻壁的水平距離5L.球與墻壁碰撞前后水平速度大小相等、方向相反,豎直速度不變已知球的質(zhì)量為m,重力加速度為g,空氣阻力不計(jì)求:圖3(1)為使球落入框中,球拋出時(shí)的最小速度;(2)球剛落到框底時(shí)的最小動(dòng)能;(3)為使球落入框中,球與墻壁碰撞的最高點(diǎn)離地面的高度4(2017屆蘇州模擬)如圖4所示,半徑R1.25 m的光滑圓弧軌道AB豎直固定,其末端B切線水平,并與水平傳送帶相連,已知小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))的質(zhì)量為m0.5 kg,滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1,傳送帶BC的長度為s1.5 m,a、b兩輪半徑r0.4 m,當(dāng)傳送帶靜止時(shí),用F4 N的水平拉力將滑塊從C端由靜止開始向左拉動(dòng)(g取10 m/s2)圖4(1)若滑塊到達(dá)B端時(shí)撤去拉力F,則滑塊沿弧形軌道上升的最大高度為多少?(2)問題(1)中的滑塊,從最大高度沿弧形軌道再滑回B端時(shí),軌道對(duì)滑塊的支持力多大?(3)若a、b兩輪以角速度15 rad/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),滑塊在水平拉力F作用下從C點(diǎn)由靜止開始移動(dòng)一段水平距離后撤去,滑塊到達(dá)光滑曲面某一高度而下滑時(shí),為使滑塊能在b輪最高點(diǎn)C離開傳送帶飛出,則拉力F作用的最短距離需多大?答案精析1見解析解析(1)由hgt2得,t,t1 s.(2)xv0t,解得v010 m/s.(3)由動(dòng)能定理可知mghWfmv2mv02得Wfmghmv02mv2即Wf2.8 J.2見解析解析(1)根據(jù)動(dòng)能的定義有Ekmv02.(2)根據(jù)功能關(guān)系,除重力之外的其他力做功等于機(jī)械能的變化量,所以Emv02mgh.(3)沒有坡時(shí),牽引力做功W,牽引力只在出站過程中做功,則出站過程中根據(jù)動(dòng)能定理WWfmv020有坡時(shí),牽引力做功W,出站過程中根據(jù)動(dòng)能定理WmghWfmv020列車從A到B的過程中牽引力少做的功WWWmgh.3(1)2(2)5mgL(3)L解析(1)球落入框左側(cè)上邊緣時(shí)拋出的速度最小h2Lgt2x4Lv0tv02(2)以v0拋出時(shí),落到框底的動(dòng)能最小,由動(dòng)能定理有mg3LEkmv02Ek5mgL.(3)根據(jù)對(duì)稱性,x6L,h2Lh2Lgt2x6Lvtv3從拋出到與墻碰撞的時(shí)間為t,x5Lvt,t,hgt2L則離地面的高度h3LhL.4(1)1.05 m(2)13.4 N(3)0.25 m解析(1)由C至最高點(diǎn),根據(jù)動(dòng)能定理有:WFWGWfEkEk00,即Fsmghmgs0,代入數(shù)據(jù)解得h1.05 m.(2)滑塊從最大高度滑回B點(diǎn)過程中,根據(jù)動(dòng)能定理有mghmvB20,在B點(diǎn)有FNBmgm,聯(lián)立得FNBmg2mg13.4 N(3)根據(jù)題意,滑塊要從b輪最高點(diǎn)C離開傳送帶飛出,則滑塊運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)的速度最小為mgm,即vC m/s2 m/s.由于傳送帶的速度v帶r6 m/s,滑塊在B點(diǎn)的速度0vB,要使滑塊從C點(diǎn)以2 m/s的速度飛出,可分析出,滑塊在傳送帶上從B到C做勻加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律,可得加速度ag1 m/s2,為了使滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)速度大于2 m/s,則B點(diǎn)的速度最小為vBmin,由vC2vBmin22as,代入數(shù)據(jù)可得vBmin1 m/s,設(shè)拉力F作用的最短距離為x,則根據(jù)動(dòng)能定理得FxmgsmvBmin20,代入數(shù)據(jù)可得x0.25 m.