動能定理有詳解答案

2015動能定理試題一、選擇題（題型注釋）1.如圖所示，一個質量為m，均勻的細鏈條長為L置于光滑水平桌面上，用手按住一端，使L/2長部分垂在桌面下，（桌面高度大于鏈條長度，取桌面為零勢能面），則鏈條的重力勢能為（）A.0B.-丄mgL2C.-mgL4D.——mgL82．如圖4所示，一小球用輕繩懸掛在某固定點，現(xiàn)將輕繩水平拉直，然后由靜止開始釋放小球。不計空氣阻力，分析小球由靜止開始運動到最低點的過程，以下結論正確的有小球的速率不斷增大重力的功率不斷增大繩子的拉力不斷增大繩子拉力的功率不斷增大3．將橫截面積為S的玻璃管彎成如圖5-4-5所示的連通器，放在水平桌面上，左、右管處在豎直狀態(tài)，先關閉閥門A.0B.-丄mgL2C.-mgL4D.——mgL82．如圖4所示，一小球用輕繩懸掛在某固定點，現(xiàn)將輕繩水平拉直，然后由靜止開始釋放小球。不計空氣阻力，分析小球由靜止開始運動到最低點的過程，以下結論正確的有小球的速率不斷增大重力的功率不斷增大繩子的拉力不斷增大繩子拉力的功率不斷增大3．將橫截面積為S的玻璃管彎成如圖5-4-5所示的連通器，放在水平桌面上，左、右管處在豎直狀態(tài)，先關閉閥門K,往左、右管中分別注入高度為人和鈣、密度為p的液體，然后打開閥門K,直到液體靜止.在上述過程中，液體的重力勢能減少量為（）A.pgS（h1-h2）1C.4pgS（%也）21B.—pgS（h-h2）2圖5-4-52121d，4pgS（片也）4.如圖5-4-8所示，重物A質量為m,置于水平地面上，其上表面豎直立著一根輕質彈簧.彈簧長為L，勁度系數(shù)為k，下端與物體A相拴接.現(xiàn)將彈簧上端點P緩慢地豎直提起一段高度h使重物A離開地面.這時重物具有的重力勢能為（以地面為零勢能面）（ ）A.mg（L-h）C.mg（h-mg/k）B.mg（h-L+mg/k）D.mg（h-L-mg/k）5.—質量為m的小球，用長為L的輕繩懸掛于0點，小球在水平力F作用下，從平衡位置P點很緩慢地移動到Q點，如圖7-5-11所示.則水平力F所做的功為（ ）圖7-5-11A.mgLcos0 B.mgL（1-cosO）C.FLsin0 D.FL06.—質量均勻的不可伸長的繩索（其重不可忽略）,A、B兩端固定在天花板上，如圖7-5-7所示，今在最低點C施加一豎直向下的力將繩索拉至D點，在此過程中，繩索的重心位置將（）逐漸升高 B.逐漸降低 C.先降低后升高 D.始終不變7?質量為30kg的小孩從高度為2.0m的滑梯頂端由靜止開始滑下，滑到底端時的速度為2.0m/s.取g=10m/s2，關于力對小孩做的功，以下結果正確的是（ ）支持力做功50J B.阻力做功540JC.合外力做功60J D.重力做功500J8.如圖所示，細線的一端固定于O點，另一端系一小球.在水平拉力F作用下，小球以恒定速率在豎直平面內由A點運動到B點?在此過程中拉力的瞬時功率變化情況是A.逐漸增大 氏逐漸減小C.先增大，后減小 D.先減小，后增大9?小球由地面豎直上拋，上升的最大高度為H,設所受阻力大小恒定，地面為零勢能面。在上升至離地高為h處，小球的動能是勢能的兩倍，在下落至離地高為h處，小球的勢能是動能的兩倍，則h等于A.H/9 氏2H/9 C.3H/9 D.4H/910.如圖所示，有一個足夠長的斜坡，傾角為a=30°.一個小孩在做游戲時，從該斜坡頂端將一足球沿水平方向水平踢出去，已知足球被踢出時的初動能為9J，則該足球第一次落在斜坡上時的動能C.27J D.36JC.27J D.36J11.在離地面高度為h處豎直向上拋出一質量為m的物體，拋出時的速度為v，當它落到地面時的速度為v，用g表示重力加速度，則在此過程中物快克服空氣阻力做的功為（0 ）A.mgh-mv2-1mv220A.mgh-mv2-1mv220Bmgh+—mv2一B.201mv22C.1一一mv22-—mv2一mgh20D.mgh+mv2-21mv22012?如圖所示，某段滑雪雪道傾角為300，總質量為m的滑雪運動員從距底端高為h處的雪道上由靜1止開始勻加速下滑，加速度為3g。運動員從上向下滑到底端的過程中（ ）12A.合外力做功為3mgh B.增加的動能為3mgh13.如圖所示，小明分別沿甲、乙兩個光滑滑梯從同一高度由靜止下滑到底端，在此過程中( )A.重力做功不同 氏機械能守恒C.動能的增加量不同 D.重力勢能減少量相同如圖，在勻速轉動的電動機帶動下，足夠長的水平傳送帶以恒定速率v勻速向右運動。一質量1為m的滑塊從傳送帶右端以水平向左的速率v(v>v)滑上傳送帶，最終滑塊又返回至傳送帶的右221端。就上述過程，下列判斷正確的有滑塊返回傳送帶右端的速率為v1此過程中傳送帶對滑塊做功為11此過程中電動機對傳送帶做功為2mv21此過程中滑塊與傳送帶間摩擦產生的熱量為丄m(v+v)21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點，圓心O和O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。一質量為m的小球從A12點靜止釋放，達到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mgR16.如圖所示，質量為m的滑塊從h高處的a點沿圓弧軌道ab滑入水平軌道be,滑塊與軌道的動摩擦因素相同.滑塊在a、e兩點時的速度大小均為v，ab弧長與be長度相等.空氣阻力不計，則滑塊從a到e的運動過程中()小球的動能始終保持不變小球在be過程克服阻力做的功一定等于mgh/2小球經b點時的速度大于fgh+v2D.小球經b點時的速度等于gh+v2試卷第4頁，總5頁第II卷（非選擇題）請點擊修改第II卷的文字說明—條長為1、質量為m的均勻鏈條放在光滑水平桌面上，其中有三分之一懸在桌邊，如圖所示,在鏈條的另一端用水平力緩慢地拉動鏈條，當把鏈條全部拉到桌面上時，需要做多少功？用豎直向上大小為30N的力F,將質量為2kg的物體從地面由靜止提升，物體上升2m后撤去力F,經一段時間后，物體落回地面。若忽略空氣阻力，g取10m/s2。求：1）拉力F做的功2） 物體上升2m時的動能3） 物體剛落回地面時的速度質量為m的飛機以水平速度v0飛離跑道后逐漸上升，如圖5-4-6所示，若飛機在此過程中水平速度保持不變，同時受到重力和豎直方向上的恒定升力（該升力由其他的力的合力提供，不含重力），今測得當飛機在水平方向的位移為1時，它的上升高度為h.求：圖5-4-6（1）飛機受到的升力大小；（2）從起飛到上升至h高度的過程中升力所做的功及在高度h處飛機的動能.參考答案1．D【解析】試題分析：將鏈條分成水平部分和豎直部分兩段，水平部分的重力勢能為零，豎直部分的重心中豎直段的中間，高度為-1L，而豎直部分的重力為1mg，這樣豎直部分的重力勢能為1mgx(4 2 2111-4L)=-8mgL，這樣鏈條總的重力勢能為-8mgL，D正確?？键c：重力勢能2．AC【解析】小球由靜止開始運動到最低點的過程，重力勢能轉化為動能，小球的速率不斷增大，重力的功率先增大后減小，繩子的拉力不斷增大，繩子拉力的功率先增大后減小，選項AC正確。3．C【解析】分析本題的關鍵是抓住重力做功與重力勢能變化的關系以及重力做功的特點，采用等效法分析.首先分析物體初、末狀態(tài)，弄清楚重力勢能的減少是由于重心下降引起的，求出重心下降的高度即可解答?從打開閥門K后，左管中的液體流向右管，直到兩管液面相平，相當于把左管中高為12的液體“搬”到右管中，其重心下降的高度為口i，所以該過程中，液體重力勢能的減少量為2址戸=pgs =1pgs(h2-h1)2.p 2 2 4 214．C【解析】P點移動的高度與重物A升高的高度不同，對物體A進行正確的受力分析是找出二者升高咼度之間的關系的關鍵.提起物體A剛離開地面時，對物體A有：mg=kAx，所以Ax= ，此時物體A在彈簧的拉力作k用下，P點升高的高度為h，則物體A升高的高度為h'=h-Ax=h-，重物A具有的重力勢能為kE=mgh』mg(h-Ax)=mg(h-).正確選項為C.kB【解析】依據(jù)動能定理可知合力做功為零，故變力F做的功等于重力所做功.根據(jù)動能定理，由于小球的動能沒有變化，拉力F的功等于小球重力勢能的增加，即WF=mgL(1-cosO).A【解析】向下的力將繩索的最低點由C點拉至D點，拉力做功使繩索的重力勢能增加，故繩索的重心升高.A選項正確.C【解析】試題分析：因為滑梯對小孩的支持力與運動方向垂直，支持力不做功，故A錯誤；根據(jù)動能定理知,1 1W二W+W二一mv2-0二一X30x22二60J，故C正確；重力做功為W二mgh=300x2J二600J，因合Gf2 2 G

為W=W-W，則克服阻力做功W=900-60J=840J，故BD錯誤.合Gf f考點：考查了功能關系，動能定理A【解析】試題分析：設細線與豎直方向的夾角為0,將重力和F均分解為垂直于細線OA方向(用小標1表示)和沿細線OA方向的兩個分量，小球以恒定速率運動則有F二mgsin0，其功率可表示為1P二Fv二mgsin0v當0增大時功率逐漸增大，由于沿細線OA方向不做功，故拉力的瞬時功率變化情1況是逐漸增大，故A項正確?？键c：本題考查了力的平衡D【解析】試題分析：設阻力為F,則有上升時機械能損失為F(H-h)=(mgh+2mgh)-mgH，下降時機械能損4H失為F(H-h)=mgH-(mgh+mgh)，聯(lián)立上兩式有h= ，故D項正確。9考點：本題考查了豎直上拋運動的規(guī)律10.B【解析】1h—gt2 v ,'3 1試題分析：足球做平拋運動tana=-=— =—=tan30o=^—，已知E=-mv2=9J，足球落地時的xvt 2v 3 ko2000動能E二丄m(v2+v2)，解得:E=21J；故選B.k2oy k考點：平拋運動B【解析】試題分析:據(jù)題意，當豎直向上以v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,o阻力做負功，據(jù)動能定理有：mgh-阻力做負功，據(jù)動能定理有：mgh-wf=jmv2-jmv［，整理得:w=-mv2--mv2+mgh,f2 0 2故選項B正確。考點：本題考查動能定理。B【解析】1試題分析：運動員從上向下滑到底端的過程中，受到的合力由F=ma=-mg，運動的位移為2h，則合外222力做功為-mgh，A錯誤；根據(jù)動能定理，W=W+W=mgh+W=—mgh，增加的動能為—mgh，3 總gf f3 3111W=—7mgh克服摩擦力做功為-mghBC正確；由功能關系，減少的機械能為-mghf3 ， 3 ， 3 ，D錯誤?？键c：本題考查功能關系。

13．BD【解析】試題分析：因為下落的高度相同，又是同一個物體，所以重力做功相同，重力勢能減小量相同，動能增加量相同，故AC錯誤D正確；下落過程中只有重力做功，所以機械能守恒，B正確；考點：考查了機械能守恒14．AD【解析】試題分析：A：由于傳送帶足夠長，物體減速向左滑行，直到速度減為零，然后物體會在滑動摩擦力的作用下向右加速，由于vVv,物體會先在滑動摩擦力的作用下加速，當速度增大到等于傳送帶速12度時，物體還在傳送帶上，之后不受摩擦力，故物體與傳送帶一起向右勻速運動，有v，=v；故A21正確；11B：此過程中只有傳送帶對滑塊做功根據(jù)動能定理WZ=^E得：=-mv2--mv2，故B錯K K2-22誤；vD：設滑塊向左運動的時間t，位移為x，貝y：x=2111121摩擦力對滑塊做功：W1=fx1=f鬃211①1又摩擦力做功等于滑塊動能的減小，即：W1=mv2②122該過程中傳送帶的位移：X二vt211摩擦力對滑塊做功：W=f?x=f?vt=fv?上-2fx-③2 2 11 1v 1v22將①②代人③得：W=mvv212v設滑塊向左運動的時間t，位移為X，貝I」：x=112 3 3 2 2摩擦力對滑塊做功：W摩擦力對滑塊做功：W3=fx3=1mv2該過程中傳送帶的位移：X二vt=2xTOC\o"1-5"\h\z4 12 3滑塊相對傳送帶的總位移：x=x+x+x-X=x+x+x相1 2 4 3 1 2 3+v2)2一1212滑動摩擦力對系統(tǒng)做功：W「f?xffi=W1+W2+W3=2mv1+2mv2+v2)21滑塊與傳送帶間摩擦產生的熱量大小等于通過滑動摩擦力對系統(tǒng)做功，Q=W、二f?x二并m(v+v)2,總 相2 1 2故D正確；C：全過程中，電動機對皮帶做的功與滑塊動能的減小量等于滑塊與傳送帶間摩擦產生的熱量，即1mv2整理得：w=Q-1mv2整理得：w=Q-1mv22+lmv2=2212mv+mvv212故C錯誤.1Q=W+—mv2-22故選：AD考點：動能定理；能量守恒定律；牛頓定律的應用.15．D【解析】試題分析：質量為m的小球從A點靜止釋放，達到P時與軌道間的作用力大小為mg，根據(jù)牛頓第二定律：2mg=m=，v ，根據(jù)動能定理：mg2R-W二-mv2得：W=mgR，故機械能減少了R f2 f1mgR，故A錯誤D正確；合外力做功等于動能的變化量：-mv2二mgR，故C錯誤；高度下降了2R,則重力勢能減少了2mgR，故B錯誤;考點：考查了圓周運動，功能關系，動能定理的應用【答案】c【解析】滑塊在a、c兩點時的速度大小均為v,知滑塊先加速后減速.動能先增加后減小.故A錯誤；對全程運用動能定理得，mgh-W=0，全程克服阻力做功等于mgh，因為ab段所受的f支持力小于重力，所以所受的摩擦力與bc段不等，克服摩擦力做功不等，且在斜面上克服阻力做功小于在水平面克服阻力做功，則小球在bc過程克服阻力做的功不等于故2呼，所以譏'冇?故呼，所以譏'冇?故B錯誤；根據(jù)動能定理得：mgh-Wf'=2mvb2-2mv2，因為WfZ<C正確，D錯誤。故選C17.—mgl18【解析】1111試題分析：懸在桌邊的311111試題分析：懸在桌邊的31長的鏈條重心在其中點處，離桌面的高度h