2018高中物理第七章機(jī)械能守恒定律7.8動(dòng)能定理巧解變力做功問(wèn)題練習(xí)新人教版必修220180820267

1、動(dòng)能定理巧解變力做功問(wèn)題（答題時(shí)間：30分鐘）1. 如圖所示，一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在半徑為r的半球形容器中（容器固定）由靜止開(kāi)始自邊緣上的a點(diǎn)滑下，到達(dá)最低點(diǎn)b時(shí)，它對(duì)容器的正壓力為fn。重力加速度為g，則質(zhì)點(diǎn)自a滑到b的過(guò)程中，摩擦力對(duì)其所做的功為 （）a.r（fn3mg） b.r（3mgfn）c.r（fnmg） d.r（fn2mg）2. 來(lái)自福建省體操隊(duì)的運(yùn)動(dòng)員黃珊汕是第一位在奧運(yùn)會(huì)上獲得蹦床獎(jiǎng)牌的中國(guó)選手。蹦床是一項(xiàng)好看又驚險(xiǎn)的運(yùn)動(dòng)，如圖所示為運(yùn)動(dòng)員在蹦床運(yùn)動(dòng)中完成某個(gè)動(dòng)作的示意圖，圖中虛線pq是彈性蹦床的原始位置，a為運(yùn)動(dòng)員抵達(dá)的最高點(diǎn)，b為運(yùn)動(dòng)員剛抵達(dá)蹦床時(shí)的位置，c為運(yùn)動(dòng)員抵達(dá)的最低點(diǎn)

2、。不考慮空氣阻力和運(yùn)動(dòng)員與蹦床作用時(shí)的機(jī)械能損失，在a、b、c三個(gè)位置上運(yùn)動(dòng)員的速度分別是va、vb、vc，機(jī)械能分別是ea、eb、ec，則它們的大小關(guān)系是（）a. vavb，vbvcb. vavb，vbvcc. eaeb，ebec d. eaeb，ebec3.（海南四校聯(lián)考）如圖所示，質(zhì)量m10 kg和m20 kg的兩物塊，疊放在光滑水平面上，其中物塊m通過(guò)處于水平方向的輕彈簧與豎直墻壁相連，初始時(shí)刻，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，彈簧的勁度系數(shù)k250 n/m?，F(xiàn)用水平力f作用在物塊m上，使其緩慢地向墻壁移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)40 cm時(shí)，兩物塊間開(kāi)始相對(duì)滑動(dòng)，在相對(duì)滑動(dòng)前的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）a.

3、m受到的摩擦力保持不變b. 物塊m受到的摩擦力對(duì)物塊m不做功c. 推力做的功等于彈簧增加的彈性勢(shì)能d. 開(kāi)始相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，推力f的大小等于200 n4. 如圖所示，質(zhì)量為m的物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)之間的最大靜摩擦力為物塊重力的k倍，物塊與轉(zhuǎn)軸oo相距r，物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)由靜止開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速緩慢增大，當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到一定值時(shí)，物塊即將在轉(zhuǎn)臺(tái)上滑動(dòng)，在物塊由靜止到滑動(dòng)前的這一過(guò)程中，轉(zhuǎn)臺(tái)的摩擦力對(duì)物塊做的功最接近（）a. 0b. 2kmgrc. 2kmgrd. kmgr5. 如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定有兩個(gè)很靠近的同心圓形軌道，外圓abcd光滑，內(nèi)圓的上半部分bcd粗糙，下半部分bad光滑。一質(zhì)量為m0.2 kg的小球從

4、外軌道的最低點(diǎn)a處以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，小球的直徑略小于兩圓的間距，小球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r0.2 m，取g10 m/s2。（1）若要使小球始終緊貼著外圓做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，初速度v0至少為多少？（2）若v03 m/s，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后小球到達(dá)最高點(diǎn)，內(nèi)軌道對(duì)小球的支持力fc2 n，則小球在這段時(shí)間內(nèi)克服摩擦力做的功是多少？（3）若v03.1 m/s，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)a時(shí)受到的支持力為多少？小球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中減少的機(jī)械能是多少？6. 總質(zhì)量為80 kg的跳傘運(yùn)動(dòng)員從離地500 m的直升機(jī)上跳下，經(jīng)過(guò)2 s拉開(kāi)繩索開(kāi)啟降落傘，以下是跳傘過(guò)程中的vt圖象，試根據(jù)圖象求：（g取10 m/

5、s2）（1）t1 s時(shí)運(yùn)動(dòng)員的加速度和所受阻力的大??；（2）估算14 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員下落的高度及克服阻力做的功；（3）估算運(yùn)動(dòng)員從飛機(jī)上跳下到著地的總時(shí)間。1. a 解析：質(zhì)點(diǎn)到達(dá)最低點(diǎn)b時(shí)，它對(duì)容器的正壓力為fn，根據(jù)牛頓第二定律有fnmgm，根據(jù)動(dòng)能定理，質(zhì)點(diǎn)自a滑到b的過(guò)程中有wfmgrmv2，故摩擦力對(duì)其所做的功wfrfnmgr，故a項(xiàng)正確。2. ac 解析：運(yùn)動(dòng)員在最高點(diǎn)a的速度為零，剛抵達(dá)b位置時(shí)的速度不為零，vavb，在最低點(diǎn)c的速度也為零，vbvc，故a對(duì)，b錯(cuò)；以運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，ba機(jī)械能守恒，eaeb，bc彈力對(duì)運(yùn)動(dòng)員做負(fù)功，機(jī)械能減小，ebec，故c對(duì)，d錯(cuò)。3. c 解析

6、：取m和m為一整體，由平衡條件可得：fkx，隔離m，由平衡條件可得：ffkx，可見(jiàn)m在緩慢左移過(guò)程中，m受的摩擦力在增大，開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，ffkxm100 n，故此時(shí)推力f為100 n，a、d均錯(cuò)誤，m受的摩擦力對(duì)m做正功，b錯(cuò)誤；系統(tǒng)緩慢移動(dòng)，動(dòng)能不變，且又無(wú)內(nèi)能產(chǎn)生，由能量守恒定律可知，推力f做的功全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，c正確。4. d 解析：在轉(zhuǎn)速增加的過(guò)程中，轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊的摩擦力是不斷變化的，當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到一定值時(shí)，物塊在轉(zhuǎn)臺(tái)上即將滑動(dòng)，說(shuō)明此時(shí)靜摩擦力ff達(dá)到最大，其指向圓心的分量f1提供向心力，即f1m 由于轉(zhuǎn)臺(tái)緩慢加速，使物塊加速的分力f2很小，因此可近似認(rèn)為f1ffkmg 在這一過(guò)

7、程中對(duì)物塊由動(dòng)能定理，有wfmv2 由知，轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊所做的功w1kmgr。5. 解：（1）設(shè)此情形下小球到達(dá)外軌道的最高點(diǎn)的最小速度為vc，則由牛頓第二定律可得mg由動(dòng)能定理可知2mgr代入數(shù)據(jù)解得：v0m/s；（2）設(shè)此時(shí)小球到達(dá)最高點(diǎn)的速度為vc，克服摩擦力做的功為w，則由牛頓第二定律可得mgfc由動(dòng)能定理可知2mgrwmvc2代入數(shù)據(jù)解得：w0.1 j；（3）經(jīng)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，小球在下半圓軌道內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。設(shè)小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的速度為va，受到的支持力為fa，則由動(dòng)能定理可知mgr根據(jù)牛頓第二定律可得famg 代入數(shù)據(jù)解得：fa3mg6 n設(shè)小球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中減少的機(jī)械能為e，由功能關(guān)系有e代入數(shù)據(jù)解得：e0.561 j。6. 解：（1）從圖中可以看出，在02 s運(yùn)動(dòng)員做勻加速運(yùn)動(dòng)，其加速度大小為am/s28 m/s2設(shè)此過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員受到的阻力大小ff，根據(jù)牛頓第二定律，有：mgffma得ffm（ga）80×（108）n160 n；（2）從圖中估算得出運(yùn)動(dòng)員在14 s內(nèi)下落了h39×2×2 m156 m根據(jù)動(dòng)能定理，有：mghwfmv2所以有：wfmghmv2