高中物理 第四章 機械能和能源 第3-4節(jié) 勢能;動能 動能定理 4 利用動能定理巧解變力功同步練習(xí) 教科版必修2.doc
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第3-4節(jié) 勢能;動能 動能定理4 利用動能定理巧解變力功(答題時間:30分鐘)1. 在離地面高度為h處豎直向上拋出一質(zhì)量為m的物體,拋出時的速度為v0,當(dāng)它落到地面時的速度為v,用g表示重力加速度,則在此過程中物體克服空氣阻力做的功為 ( )A. B. C. D. 2. 小球以速率v1靠慣性沿曲面由底端向上運動,當(dāng)它回到出發(fā)點時速率為v2,且v2v1,若A點距地面高度為小球向上運動的高度一半,取曲面底端重力勢能為零,小球視為質(zhì)點,則( )A. 上升時機械能減少量大于下降時機械能減少量B. 上升時機械能減少量等于下降時機械能減少量C. 上升過程中動能和勢能相等的位置在A點上方D. 上升過程中動能和勢能相等的位置在A點下方3. 如圖,豎直放置的粗糙四分之一圓弧軌道ABC與光滑半圓弧軌道CDP最低點重合在C一點,圓心O1和O2在同一條豎直線上,圓弧ABC的半徑為4R,半圓弧CDP的半徑為R。質(zhì)量為m的小球從A點靜止釋放,達(dá)到P時與軌道間的作用力大小為mg。不計空氣阻力。小球從A到P的過程中( )A. 機械能減少了2mgR B. 重力勢能減少了mgRC. 合外力做功2mgR D. 克服摩擦力做功mgR4. 如圖所示為某中學(xué)科技小組制作的利用太陽能驅(qū)動小車的裝置。當(dāng)太陽光照射到小車上方的光電板時,光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機帶動小車前進。若質(zhì)量為m的小車在平直的水泥路上從靜止開始沿直線加速行駛,經(jīng)過時間t前進的距離為l,且速度達(dá)到最大值vm。設(shè)這一過程中電動機的功率恒為P,小車所受阻力恒為F,那么這段時間內(nèi)A. 小車做勻加速運動B. 小車受到的牽引力逐漸增大C. 小車受到的合外力所做的功為PtD. 小車受到的牽引力做的功為Flmv25. 如圖,光滑固定的豎直桿上套有小物塊 a,不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩通過大小可忽略的定滑輪連接物塊 a 和小物塊b,虛線 cd 水平?,F(xiàn)由靜止釋放兩物塊,物塊 a 從圖示位置上升,并恰好能到達(dá)c處。在此過程中,若不計摩擦和空氣阻力,下列說法正確的是( )A. 物塊a到達(dá)c點時加速度為零B. 繩拉力對物塊a做的功等于物塊a重力勢能的增加量C. 繩拉力對物塊b先做負(fù)功后做正功D. 繩拉力對物塊b做的功等于物塊b機械能的變化量6. 用長為l、不可伸長的細(xì)線把質(zhì)量為m的小球懸掛于O點,將小球拉至懸線偏離豎直方向角后放手,運動t時間后停在最低點。則在時間t內(nèi)( )A. 小球重力做功為B. 空氣阻力做功為C. 小球所受合力做功為D. 繩拉力做功的功率為 7. 某彈性小球從距地面高度H處靜止下落,假設(shè)小球與地面發(fā)生彈性碰撞(沒有損失能量),但由于恒定大小的空氣阻力的影響,小球只能上升H?,F(xiàn)為了使小球與地面碰撞后還能上升到原來的高度H,則必須給小球多大的初速度v0?8. 如圖所示,傾斜傳送帶與水平面的夾角,勁度系數(shù)的輕質(zhì)光滑彈簧平行于傳送帶放置,下端固定在水平地面上,另一端自由狀態(tài)時位于Q點。小滑塊質(zhì)量,放置于傳送帶P點,滑塊與傳送帶間的滑動摩擦因數(shù)。 已知傳送帶足夠長,最大靜摩擦力可認(rèn)為和滑動摩擦力相等,整個過程中小滑塊未脫離傳送帶,彈簧處于彈性限度內(nèi),彈簧的彈性勢能,x為彈簧的形變量。(重力加速度g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8)(1)若傳送帶靜止不動,將小滑塊無初速放在P點,PQ距離,求小物塊沿傳送帶向下滑行的最大距離;(2)若傳送帶以的速度逆時針傳動,將小滑塊無初速放在P點,PQ距離,求小物塊滑行的最大距離。1. B 解析:據(jù)題意,當(dāng)豎直向上以v0速度拋出的物體落地后的速度變?yōu)関,在整個過程中重力做正功,阻力做負(fù)功,據(jù)動能定理有:,整理得:,故選項B正確。2. AC 解析:上升過程中總的平均速度大于下降過程的平均速度,故上升過程中小球?qū)壍赖膲毫^大,故摩擦力較大,摩擦力的功較多,機械能損失較大,故上升過程上升時機械能減少量大于下降時機械能減少量,選項A正確,B錯誤;在最低點,機械能為:,在最高點,機械能為:E2=mgh;在中點A處,機械能為:,又EAE2,即,即在中點的動能大于重力勢能,故動能和勢能相等的位置在A點上方,選項C正確,D錯誤。3. D 解析:質(zhì)量為m的小球從A點靜止釋放,達(dá)到P時與軌道間的作用力大小為mg,根據(jù)牛頓第二定律:,根據(jù)動能定理:得:,故機械能減少了mgR,故A錯誤,D正確;合外力做功等于動能的變化量:,故C錯誤;高度下降了2R,則重力勢能減少了,故B錯誤。4. D 解析: 行駛過程中功率恒為P,小車做加速度逐漸減小的加速運動,小車受到的牽引力逐漸減小,選項A、B錯誤;小車受到的合外力所做的功為PtFl,選項C錯誤;由動能定理,得WFlmv2,小車受到的牽引力做的功為WFlmv2,選項D正確。5. BD 解析:據(jù)題意,當(dāng)物塊a運動到c時,對物塊a受力分析,受到重力G,水平向右的拉力T和水平向左的支持力N,所以a的合力一定向下,則加速度必定不為0 ,A選項錯誤;對a物塊應(yīng)用動能定理,從初始位置到c位置,拉力T做正功,重力G做負(fù)功,總功等于動能變化,則有:WT-WG=0,所以B選項正確;繩子拉力與b物塊運動方向相反,則拉力一直做負(fù)功,所以C選項錯誤;對b物塊受力分析受到重力和拉力,則拉力做的功等于b物塊機械能變化量,所以D選項正確。6. A 解析:小球從開始運動到停止的過程中,下降的高度為:,所以小球的重力對小球做功:,故A正確;初末動能都為0,根據(jù)動能定律,小球從開始運動到停止的過程中小球受到的合外力做功為0,空氣的阻力對小球做功,故B、C錯誤;由于繩子的拉力始終與運動的方向垂直,所以繩子的拉力不做功。繩子的拉力的功率為0,故D錯誤。7. 解:設(shè)空氣阻力大小為f,則:對第一次運動過程應(yīng)用動能定理可得對第二次運動過程應(yīng)用動能定理可得解得:8. 解:(1)當(dāng)滑塊滑動到最低點時,速度為0,此時彈簧形變量最大,設(shè)彈簧最大形變量為x,對全程應(yīng)用能量守恒得: (2)傳送帶逆時針滑行,滑塊受滑動摩擦力沿傳送帶向下當(dāng)小滑塊達(dá)到與傳送帶共速時,其滑行距離設(shè)為,由動能定理得:小滑塊再滑行時,即將與彈簧接觸,設(shè)此時速度為v,在此階段,滑塊繼續(xù)向下加速,摩擦力沿傳送帶向上。由動能定理得:小滑塊接觸彈簧后,速度大于傳送帶速度,摩擦力沿傳送帶向上。當(dāng)速度減小到與傳送帶速度相等時,彈簧的壓縮量設(shè)為,由能量守恒得: 然后小滑塊繼續(xù)減速至零,滑動摩擦力變?yōu)檠貍魉蛶蛳?,此時彈簧的壓縮量設(shè)為,由能量守恒得:- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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