物理（人教版必修2）練習(xí)培優(yōu)課（六）動(dòng)能定理的應(yīng)用

第七章培優(yōu)課(六)1．一質(zhì)量為m的小球，用長(zhǎng)為l的輕繩懸掛于O點(diǎn)，小球在水平力F作用下，從平衡位置P點(diǎn)很緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn)，如圖所示，則力F所做的功為()A．mglcosθ B．FlsinθC．mgl(1－cosθ) D．Fl解析：小球緩慢由P→Q過(guò)程中，物體始終處于平衡狀態(tài)，F(xiàn)大小變化．設(shè)力F做功為WF，對(duì)小球由P→Q應(yīng)用動(dòng)能定理，有WF－mgl(1－cosθ)＝0所以WF＝mgl(1－cosθ)，故選項(xiàng)C正確．答案：C2．一輛質(zhì)量為m、額定功率為P的小車從靜止開始以恒定的加速度a啟動(dòng)，所受阻力為Ff，經(jīng)時(shí)間t，行駛距離x后達(dá)到最大速度vmax，然后勻速運(yùn)動(dòng)．則從靜止開始到達(dá)到最大速度過(guò)程中，機(jī)車牽引力所做的功為()A．Pt B．(Ff＋ma)xC．eq\f(1,2)mveq\o\al(2,max) D．eq\f(1,2)mveq\o\al(2,max)＋Ffx解析：汽車開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，功率不是恒定的，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由牛頓第二定律知，開始勻加速階段，機(jī)車牽引力為F＝Ff＋ma，但達(dá)到最大速度vmax前，有一段變加速過(guò)程，牽引力逐漸變小，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理可得W牽－Ffx＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,max)，所以W牽＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,max)＋Ffx，選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．答案：D3．(2017·全國(guó)卷Ⅲ)2017年4月，我國(guó)成功發(fā)射的天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室完成了首次交會(huì)對(duì)接，對(duì)接形成的組合體仍沿天宮二號(hào)原來(lái)的軌道(可視為圓軌道)運(yùn)行．與天宮二號(hào)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)相比，組合體運(yùn)行的()A．周期變大 B．速率變大C．動(dòng)能變大 D．向心加速度變大解析：天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室對(duì)接形成的組合體仍沿天宮二號(hào)原來(lái)的軌道運(yùn)行，根據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝ma＝eq\f(mv2,r)＝mreq\f(4π2,T2)可知，組合體運(yùn)行的向心加速度、速率、周期不變，質(zhì)量變大，則動(dòng)能變大，選項(xiàng)C正確．答案：C4．質(zhì)量為m的小球被系在輕繩的一端，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)如圖所示，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球受到空氣阻力的作用，設(shè)某一時(shí)刻小球通過(guò)軌道的最低點(diǎn)，此時(shí)繩子張力為7mg，此后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周恰能通過(guò)最高點(diǎn)，則在此過(guò)程中小球克服空氣阻力所做的功為()A．eq\f(1,4)mgR B．eq\f(1,3)mgRC．eq\f(1,2)mgR D．mgR解析：小球在運(yùn)行過(guò)程中所受空氣阻力大小，方向都變化，是變力，根據(jù)最低點(diǎn)繩的張力可求最低點(diǎn)的動(dòng)能，根據(jù)小球恰好能過(guò)最高點(diǎn)可求出小球在最高點(diǎn)的動(dòng)能，根據(jù)動(dòng)能定理可求阻力的功．設(shè)小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)繩子張力為FT1，根據(jù)牛頓第二定律，有FT1－mg＝meq\f(v\o\al(2,1),R)，將FT1＝7mg代入得Ek1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝3mgR，經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周恰能通過(guò)最高點(diǎn)，則mg＝meq\f(v\o\al(2,2),R)此時(shí)小球的動(dòng)能Ek2＝eq\f(1,2)mgR從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)應(yīng)用動(dòng)能定理，有－Wf－mg·2R＝Ek2－Ek1所以Wf＝eq\f(1,2)mgR，故選項(xiàng)C正確．答案：C5．如圖所示，一工件置于水平地面上，其AB段為一半徑R＝1.0m的光滑圓弧軌道，BC段為一長(zhǎng)度L＝0.5m的粗糙水平軌道，二者相切于B點(diǎn)，整個(gè)軌道位于同一豎直平面內(nèi)，P點(diǎn)為圓弧軌道上的一個(gè)確定點(diǎn)．一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，其質(zhì)量m＝0.2kg，與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.4.若工件固定，將物塊由P點(diǎn)無(wú)初速度釋放，(1)P、C兩點(diǎn)間的高度差h．(2)若將物塊從圓弧軌道上更高的一個(gè)位置無(wú)初速釋放，物塊從C點(diǎn)滑出的速度是2m/s，求釋放位置與C解析：(1)物塊從P點(diǎn)下滑經(jīng)B點(diǎn)至C點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理得mgh－μ1mgL＝0代入數(shù)據(jù)解得h