2018高中物理第四章機(jī)械能和能源動(dòng)能定理的應(yīng)用練習(xí)(基礎(chǔ)篇)教科版必修2

1、動(dòng)能定理的應(yīng)用（基礎(chǔ)篇）、選擇題:1 在平直公路上，汽車由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到Vmax后，立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)直至靜止，V-t 圖摩擦力為 f，全程中牽引力做功為 W,克服摩擦力做功為2某物體同時(shí)受到兩個(gè)在同一直線上的力Fi、F2的作用，物體從靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，其位移與力Fi、F2的關(guān)系圖像如圖所示，在這4 m 內(nèi)，物體具有最大動(dòng)能時(shí)的位移是（）A. 1 m B . 2 m C . 3 m D . 4 m3質(zhì)量為 m 的汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為P,摩擦阻力恒為Ff，牽引力為 F,汽車由靜止開始，經(jīng)過時(shí)間t行駛了位移I時(shí)，速度達(dá)到最大值 Vm,則發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為（）12A. Pt B .F

2、fvmtC . mvmFflD . Fl24. 一個(gè)物體從斜面底端沖上足夠長(zhǎng)的斜面后又返回到斜面底端，已知物體的初動(dòng)能為 E,它返回到斜面底端的速度為 V,克服摩擦力做功為 E/2，若物體以 2E 的初動(dòng)能沖上斜面，則有（）A .返回斜面底端時(shí)的速度大小為、2B .返回斜面底端時(shí)的動(dòng)能為E3EC.返回斜面底端時(shí)的動(dòng)能為 D .物體兩次往返克服摩擦力做功相同25.高空作業(yè)須系安全帶。如果質(zhì)量為m 的高空作業(yè)人員不慎跌落， 從開始跌落到安全帶對(duì)人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為 h （可視為自由落體運(yùn)動(dòng)）。此后經(jīng)歷時(shí)間 t 安全帶達(dá)到最大伸長(zhǎng)， 若在此過程中該作 用力始終豎直向上，則該段時(shí)間安全帶對(duì)人

3、的平均作用力大小為（）A.逅mgB .逅-mgC .逅mgD .遼 -mgtttt6.如圖所示，同定的豎直光滑長(zhǎng)桿上套有質(zhì)量為 m 的小圓環(huán)，圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接，彈簧的另一端連接在墻上，且處于原長(zhǎng)狀態(tài)?，F(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始下滑，已知彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)，圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)彈簧的長(zhǎng)度變?yōu)?2L（未超過彈性限度），則在圓環(huán)下滑到最大距離的過程中（）A .圓環(huán)的機(jī)械能守恒沁*B .彈簧彈性勢(shì)能變化了J3mgLC .圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)，所受合力為零C . F:f = 4:1 D .VW.W2= 1:342D .圓環(huán)重力勢(shì)能與彈簧彈性勢(shì)能之和保持不變、解答題:431.一質(zhì)量為 10kg，以 10

4、m/s 的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 加一個(gè)水平向右的大小為30N 的恒力，求物體被施加力后5s 末具有的動(dòng)能。2質(zhì)量為 m=0.2kg 的物體置于水平桌面上，在F=2N 的水平拉力作用下前進(jìn)了h=0.6m（如圖所示），此時(shí) F 停止作用，物體與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù) - 0.20，取g =9.8m/s2。（1）求物塊滑到12=1.0m處時(shí)的速度；3質(zhì)量為 m 的物體以速度 vo豎直向上拋出，物體落回地面時(shí)，速度大小為 受空氣阻力大小不變。（1）求物體運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力的大小；（2）若物體落地碰撞過程中無能量損失，求物體運(yùn)動(dòng)的總路程。4如圖所示的“ S”形玩具軌道，該軌

5、道是用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)圓管彎成，放置在豎直平面內(nèi)，軌道彎曲 部分是由兩個(gè)半徑相等的半圓對(duì)接而成，圓半徑比細(xì)管內(nèi)徑大得多，軌道底端與水平地面相切，軌道在水 平方向不可移動(dòng)。彈射裝置將一個(gè)小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從a 點(diǎn)水平彈射向 b 點(diǎn)并進(jìn)入軌道，經(jīng)過軌道后從最高點(diǎn) d 水平拋出（拋出后小球不會(huì)再碰軌道），已知小球與地面 ab 段間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.2，不計(jì)其它機(jī)械能損失，ab 段長(zhǎng) L=1.25 m,圓的半徑 R=0.1 m,小球質(zhì)量 m=0.01 kg ,軌道質(zhì)量為 M=0.26 kg , g=10 m/s2, 求：（1）若 V0=5 m/s，小球從最高點(diǎn) d 拋出后的水平射程。（2） 若 V0

6、=5 m/s，小球經(jīng)過軌道的最高點(diǎn)d 時(shí)，管道對(duì)小球作用力的大小和方向。（3） 設(shè)小球進(jìn)入軌道之前，軌道對(duì)地面的壓力大小等于軌道自身的重力，當(dāng)V0至少為多少時(shí)，小球經(jīng)過 兩半圓的對(duì)接處 c 點(diǎn)時(shí)，軌道對(duì)地面的壓力為零。5同學(xué)們參照伽利略時(shí)期演示平拋運(yùn)動(dòng)的方法制作了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。圖中水平放置的底板上豎直1地固定有 M 板和N板。M板上部有一半徑為 R 的丄圓弧形的粗糙軌道，P為最高點(diǎn)，Q為最低點(diǎn)，Q點(diǎn)處的0.1，若忽然施-V。，設(shè)物體在運(yùn)動(dòng)過程中所44切線水平，距底板高為 H.N 板上固定有三個(gè)圓環(huán).將質(zhì)量為m的小球從 P 處?kù)o止釋放，小球運(yùn)動(dòng)至Q 飛出后無阻礙地通過各圓環(huán)中心，落到底板上

7、距Q 水平距離為 L 處。不考慮空氣阻力，重力加速度為g.求：（1）距 Q 水平距離為L(zhǎng)的圓環(huán)中心到底板的高度；2（2）小球運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)速度的大小以及對(duì)軌道壓力的大小和方向；（3）摩擦力對(duì)小球做的功.6在一次國(guó)際城市運(yùn)動(dòng)會(huì)中，如圖所示，要求運(yùn)動(dòng)員從高為H 的平臺(tái)上 A 點(diǎn)由靜止出發(fā)，沿著動(dòng)摩擦因數(shù)為卩的滑道向下運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)后水平滑出，最后落在水池中設(shè)滑道的水平距離為L(zhǎng). B 點(diǎn)的高度 h 可由運(yùn)動(dòng)員自由調(diào)節(jié)（取 g= 10 m/s2）.求：（1） 運(yùn)動(dòng)員到達(dá) B 點(diǎn)的速度與高度 h 的關(guān)系.（2） 運(yùn)動(dòng)員要達(dá)到最大水平運(yùn)動(dòng)距離，B 點(diǎn)的高度 h 應(yīng)調(diào)為多大？對(duì)應(yīng)的最大水平距離sm為多少？【答

8、案與解析】一、選擇題：1.B、C解析：對(duì)汽車全過程應(yīng)用動(dòng)能定理：W-W= 0,所以W=W2;由圖像可知牽引力與阻力作用距離之比為1:4 ,由FS- fs2= 0知，F(xiàn) : f = 4:1.2.B解析：s = 2m 前 F1 F2合力做正功，動(dòng)能增加.s = 2m 后，RvF2，合力做負(fù)功，動(dòng)能減小，s = 4m 時(shí)，R、F2合力的功為零，動(dòng)能為零，s= 2m 時(shí)，合力做功最多，動(dòng)能最大，B 對(duì).3.A、B、C解析：因?yàn)槠嚢l(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒定，所以汽車在啟動(dòng)過程中所受的牽引力為變力，且在汽車啟動(dòng)的初級(jí)階段F -Ff，汽車做變加速運(yùn)動(dòng)，隨著汽車速度的增大，據(jù)P= Fv 可知，汽車的牽引力將逐漸減小，

9、加速度也隨之減小，但仍做加速運(yùn)動(dòng)當(dāng)牽引力F =Ff時(shí)，汽車的加速度為零，此時(shí)汽車達(dá)到最大速度，之后汽車將做勻速運(yùn)動(dòng).因功率 P 恒定，所以發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功WPt , A 正確.卩=0.2，則水平運(yùn)動(dòng)距離要達(dá)到7 m, h 值應(yīng)為多少？5由于汽車達(dá)到最大速度時(shí)，F(xiàn) = Ff,P = Fv二Ffvm，所以 B 正確.12汽車從靜止開始，到速度達(dá)到最大值vm過程中，由動(dòng)能定理得W-Fflmvm-0,解得212W=Ffl mvm, C 正確對(duì)于 D 選項(xiàng)，因?yàn)闋恳κ亲兞?，所以錯(cuò)誤.24、 A、B 解析：由題意可知，第二次初速度是第一次的 ,2 倍，兩次上滑加速度相同，據(jù)推導(dǎo)公式可得|2二2li,則Wf

10、2=2WfE，回到底端時(shí)動(dòng)能也為 E,從而推知返回底端時(shí)的速度大小為.2v.5、A解析：人下落 h 高度為自由落體運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2=2gh，可知v二2gh;緩沖過程（取向上為正）由動(dòng)量定理得（F mg）t =0（mv）, 解得：F =mP2gh + mg，故選 A。t故選：Ao6、B解析：由機(jī)械能守恒的條件可知：圓環(huán)與與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，但圓環(huán)的機(jī)械能不守恒，A 錯(cuò)誤；圓環(huán)下落到最大距離時(shí)重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，B 正確；圓環(huán)下落到最大距離時(shí)速度為零，但加速度不為零，所受合力也不為零，從C 錯(cuò)誤；在整個(gè)下落過程中速度會(huì)由零到最大然后在到零，即重力勢(shì)能會(huì)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和彈性勢(shì)能，D

11、 錯(cuò)誤。故選：B 二、解答題：1.2000J解析：由牛頓第二定律得：F _mg = mas =v0tat22s =75m由動(dòng)能定理可得：（F -mg）s訴-mv：2Ek=2000J2.2.8m/s ; 3.1m1解析：（1）由動(dòng)能定理可得：2又 f = N =mg2v6二2.8m/ s(2)設(shè)物體停止運(yùn)動(dòng)的位移為 13，根據(jù)動(dòng)能定理有:Fh -fl3=013= = 3.1mJmg/ 、725v03.（ 1）f mg（ 2）l -2514g解析：（1）設(shè)物體所受阻力為 f，由動(dòng)能定理知:12上升過程：（mg f）h =0mv02132下降過程：（mg-f）hm（-v0） -024可得：m=（4）

12、2mg - f 3故f mg25WGWf二Ek2 120 - fl =0mv02解析：(1)設(shè)小球到達(dá) d 點(diǎn)處速度為 v，由動(dòng)能定理，得11-mgL -mg4Rmv|mv：2212小球由 d 點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，有4R gt22s=vt 聯(lián)立并代入數(shù)值，解得小球從最高點(diǎn)d 拋出后的水平射程:2.6sm : 0.98m5(2)當(dāng)小球通過 d 點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得解得:V2二2（Fh-沁(2)設(shè)物體從拋出到停止時(shí)運(yùn)動(dòng)的總路程為l，對(duì)全過程由動(dòng)能定理知:所以I25詬14g4.（1）0.98m（2） N=1.1 N，方向豎直向下v0=6 m/s7解得：心監(jiān)-mgRN mg二m R代入數(shù)值解得管道對(duì)小球作

13、用力(3)設(shè)小球到達(dá) c 點(diǎn)處速度為, 121 -mgL-mg2R mvcmv02 2當(dāng)小球通過 c 點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得N=1.1N， 方向豎直向2vcN mg = myR要使軌道對(duì)地面的壓力為零，則有N =Mg聯(lián)立并代入數(shù)值，解得小球的最小速度:vo=6 m/s、35、( 1)到底板的高度H； (2)速度的大小為4mH，壓力的大小mg(1 30,方向豎直向下(3)摩擦力對(duì)小球作功mg(4H -R)解析:(1)由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知L=vt ，1+22gt同解得:L + x 1+2vti, hgt!2 2Hh，則距地面高度為4H-H4(2)由平拋規(guī)律解得v= * =L .2g對(duì)拋出點(diǎn)分析，由牛頓第二定律，F(xiàn)支-mg=m，解得F支二由牛頓第三定律知F壓訐支沁鶉，方向豎直向下。(3)對(duì) P 點(diǎn)至 Q 點(diǎn)，由動(dòng)能定理：mgR Wfmv2-022v86. (1)V。= ,2g(H -hL)1當(dāng)h (H-嘰)時(shí)，Smax=X L =L H -2(3)h1= 2.62m,h2二0.38m9解析：(1)設(shè)斜面長(zhǎng)度為 Li，斜面傾角為