高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第3-4節(jié) 勢(shì)能;動(dòng)能 動(dòng)能定理 4 利用動(dòng)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(shì)能;動(dòng)能 動(dòng)能定理4 利用動(dòng)能定理巧解變力功(答題時(shí)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(shí)的速度為v0,當(dāng)它落到地面時(shí)的速度為v,用g表示重力加速度,則在此過(guò)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(yùn)動(dòng),當(dāng)它回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)速率為v2,且v2v1,若A點(diǎn)距地面高度為小球向上運(yùn)動(dòng)的高度一半,取曲面底端重力勢(shì)能為零,小球視為質(zhì)點(diǎn),則( )A. 上升時(shí)機(jī)械能減少量大于下降時(shí)機(jī)械能減少量B. 上升時(shí)機(jī)械能減少量等于下降時(shí)機(jī)械能減少量C. 上升過(guò)程中動(dòng)能和勢(shì)能相等的位置在A點(diǎn)上方D. 上升過(guò)程中動(dòng)能和勢(shì)能相等的位置在A點(diǎn)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(diǎn)重合在C一點(diǎn),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(diǎn)靜止釋放,達(dá)到P時(shí)與軌道間的作用力大小為mg。不計(jì)空氣阻力。小球從A到P的過(guò)程中( )A. 機(jī)械能減少了2mgR B. 重力勢(shì)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(yáng)能驅(qū)動(dòng)小車的裝置。當(dāng)太陽(yáng)光照射到小車上方的光電板時(shí),光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小車前進(jìn)。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(guò)時(shí)間t前進(jìn)的距離為l,且速度達(dá)到最大值vm。設(shè)這一過(guò)程中電動(dòng)機(jī)的功率恒為P,小車所受阻力恒為F,那么這段時(shí)間內(nèi)A. 小車做勻加速運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩通過(guò)大小可忽略的定滑輪連接物塊 a 和小物塊b,虛線 cd 水平。現(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(guò)程中,若不計(jì)摩擦和空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是( )A. 物塊a到達(dá)c點(diǎn)時(shí)加速度為零B. 繩拉力對(duì)物塊a做的功等于物塊a重力勢(shì)能的增加量C. 繩拉力對(duì)物塊b先做負(fù)功后做正功D. 繩拉力對(duì)物塊b做的功等于物塊b機(jī)械能的變化量6. 用長(zhǎng)為l、不可伸長(zhǎng)的細(xì)線把質(zhì)量為m的小球懸掛于O點(diǎn),將小球拉至懸線偏離豎直方向角后放手,運(yùn)動(dòng)t時(shí)間后停在最低點(diǎn)。則在時(shí)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?kù)o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。現(xiàn)為了使小球與地面碰撞后還能上升到原來(lái)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(shí)位于Q點(diǎn)。小滑塊質(zhì)量,放置于傳送帶P點(diǎn),滑塊與傳送帶間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)。 已知傳送帶足夠長(zhǎng),最大靜摩擦力可認(rèn)為和滑動(dòng)摩擦力相等,整個(gè)過(guò)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(shì)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(dòng),將小滑塊無(wú)初速放在P點(diǎn),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(shí)針傳動(dòng),將小滑塊無(wú)初速放在P點(diǎn),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(gè)過(guò)程中重力做正功,阻力做負(fù)功,據(jù)動(dòng)能定理有:,整理得:,故選項(xiàng)B正確。2. AC 解析:上升過(guò)程中總的平均速度大于下降過(guò)程的平均速度,故上升過(guò)程中小球?qū)壍赖膲毫^大,故摩擦力較大,摩擦力的功較多,機(jī)械能損失較大,故上升過(guò)程上升時(shí)機(jī)械能減少量大于下降時(shí)機(jī)械能減少量,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;在最低點(diǎn),機(jī)械能為:,在最高點(diǎn),機(jī)械能為:E2=mgh;在中點(diǎn)A處,機(jī)械能為:,又EAE2,即,即在中點(diǎn)的動(dòng)能大于重力勢(shì)能,故動(dòng)能和勢(shì)能相等的位置在A點(diǎn)上方,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。3. D 解析:質(zhì)量為m的小球從A點(diǎn)靜止釋放,達(dá)到P時(shí)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(dòng)能定理:得:,故機(jī)械能減少了mgR,故A錯(cuò)誤,D正確;合外力做功等于動(dòng)能的變化量:,故C錯(cuò)誤;高度下降了2R,則重力勢(shì)能減少了,故B錯(cuò)誤。4. D 解析: 行駛過(guò)程中功率恒為P,小車做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),小車受到的牽引力逐漸減小,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;小車受到的合外力所做的功為PtFl,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由動(dòng)能定理,得WFlmv2,小車受到的牽引力做的功為WFlmv2,選項(xiàng)D正確。5. BD 解析:據(jù)題意,當(dāng)物塊a運(yùn)動(dòng)到c時(shí),對(duì)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(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)a物塊應(yīng)用動(dòng)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(dòng)能變化,則有:WT-WG=0,所以B選項(xiàng)正確;繩子拉力與b物塊運(yùn)動(dòng)方向相反,則拉力一直做負(fù)功,所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)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(jī)械能變化量,所以D選項(xiàng)正確。6. A 解析:小球從開始運(yùn)動(dòng)到停止的過(guò)程中,下降的高度為:,所以小球的重力對(duì)小球做功:,故A正確;初末動(dòng)能都為0,根據(jù)動(dòng)能定律,小球從開始運(yùn)動(dòng)到停止的過(guò)程中小球受到的合外力做功為0,空氣的阻力對(duì)小球做功,故B、C錯(cuò)誤;由于繩子的拉力始終與運(yùn)動(dòng)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(cuò)誤。7. 解:設(shè)空氣阻力大小為f,則:對(duì)第一次運(yùn)動(dòng)過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理可得對(duì)第二次運(yùn)動(dòng)過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理可得解得:8. 解:(1)當(dāng)滑塊滑動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),速度為0,此時(shí)彈簧形變量最大,設(shè)彈簧最大形變量為x,對(duì)全程應(yīng)用能量守恒得: (2)傳送帶逆時(shí)針滑行,滑塊受滑動(dòng)摩擦力沿傳送帶向下當(dāng)小滑塊達(dá)到與傳送帶共速時(shí),其滑行距離設(shè)為,由動(dòng)能定理得:小滑塊再滑行時(shí),即將與彈簧接觸,設(shè)此時(shí)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(dòng)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(shí),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(dòng)摩擦力變?yōu)檠貍魉蛶蛳?,此時(shí)彈簧的壓縮量設(shè)為,由能量守恒得:- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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