2022年高中物理-第四章-机械能和能源-动能和动能定理练习教科版必修 .docx

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1、精品_精品资料_一、选择题：动能和动能定理 提高篇可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1. 如图中 ABCD是一条长轨道,其中AB 段是倾角为的斜面, CD段是水平的, BC是与 AB 和 CD都相切的一小段圆弧,其长度可以忽视不计.一质量为m的小滑块在 A 点从静止状态释放,沿轨道滑下,最终停在D点.现用一与轨道平行的力推滑块,使它缓慢的由D 点回到 A 点.设滑块与轨道间的动摩擦因数为,就推力对滑块做的功等于可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A mghB 2mghCmg lh / sinD mglh cot可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_AhBCD

2、2. 一个质量为0.3kg的弹性小球,在光滑水平面上以6m/s 的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后的速度大小与碰撞前相同.就碰撞前后小球速度变化量的大小v 和碰撞过程中墙对小球做功的大小 W为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A v0B v12m / sC W0D W10.8J可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3. 如下图,板长为l ,板的 B 端静放有质量为 m的小物块 P,物体与板动摩擦因数为,开头时板水平, 假设缓慢转过一个小角度 的过程中,物体保持与板相对静止,就这个过程中可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A. 摩擦力对 P

3、做功为mg cosl 1cos可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_B. 摩擦力对 P 做功为mg sinl 1cos可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_C. 弹力对 P 做功为mg cosl sin可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_D. 板对 P 做功为mglsin可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_lAB4. 速度为 v 的子弹,恰好可以穿透一块固定着的木板,假如子弹速度为2v,子穿透时阻力视为不变,

4、就可穿透同样的木板A. 2 块 B 3 块C4 块 D 1 块5. 水平铁轨上停着一辆矿车,煤矿工人用水平力F 推动矿车从静止开头运动了位移S 后停止推车,矿车在轨道上又滑行了3S 后停了下来,那么矿车受到的阻力为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A. FB.F / 2 C.F / 3 D.F / 4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_6. 一木块静止在光滑水平面上, 有一子弹水平射入木块2 cm而相对静止, 同时间内木块被带动前移了1cm,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_就子弹缺失的动能、木块获得的动能以及子弹与木块共同缺失的动能三者之比为A 3:l

5、:2B 3:2:lC 2:l:3D 2:3:1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_7. 如图,质量为m的小球用轻绳悬挂在O点,在水平恒力Fmg tan作用下,小球从静止开头由A 经可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_B 向 C 运动.就小球A先加速后减速 B在 B 点加速度为零C在 C 点速度为零D在 C 点加速度为 gtan 二、解答题：1. 如下图,在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮 K,一条不行伸长的轻绳绕过 K 分别与物块 A、B 相连, A、B 的质量分别为 mA、mB开头时系统处于静止状态 现用一水平恒力 F 拉物块 A,使物块 B 上升已知当 B 上升

6、距离为 h 时, B 的速度为 v求此过程中物块 A 克服摩擦力所做的功 重力加速度为 g2. 如图,汽车在平直路面上匀速运动,用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船,汽车与滑轮间的绳保持水平.当牵引轮船的绳与水平方向成 角时,轮船速度为v,绳的拉力对船做功的功率为P, 1 此时绳对船的拉力为多少？ 2假设汽车仍受到恒定阻力f 就汽车发动机的输出功率为多少？3. 杂技演员在进行“顶杆”表演时,用的是一根质量可忽视不计的长竹竿,质量为30 kg的演员自杆顶由静止开头下滑,滑到杆底时速度正好为零.已知竹竿底部与下面顶杆人肩部之间有一传感器,传感器显示顶杆人肩部的受力情形如下图,取 g= 10 m/s 2.

7、求：(1) 杆上的人下滑过程中的最大速度.(2) 竹竿的长度.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4. 一辆汽车的质量是5103 kg ,发动机的额定功率为60kW,汽车所受阻力恒为5000 N,假如汽车从静止可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_开头以0.5m / s2 的加速度做匀加速直线运动,功率到达最大后又以额定功率运动了一段距离后汽车到达了可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_最大速度,在整个过程中,汽车运动了125 m问在这个过程中,汽车发动机的牵引力做功多少？ 下面是甲、乙两位同学的解法：可编辑资料

8、- - - 欢迎下载精品_精品资料_甲同学： t2 s a212522.36s0.5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_WPt6 10422.36J可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1.34 106 J乙同学： F=maf=7500 N可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_WFl75001259.375105 J可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_请对上述两位同学的解法做出评判,假设都不同意请给出你的解法.5. 如下图,静止在水平桌面的纸带上有一质量为0.1kg 的小铁块,它离纸带的右端距离为0.5

9、 m,铁块与2纸带间动摩擦因数为0.1 现用力向左以 2m/s 的加速度将纸带从铁块下抽出,不计铁块大小, 铁块不滚动,求：(1) 将纸带从铁块下抽出需要多长时间？(2) 纸带对铁块做多少功？6. 如图甲所示,物块与质量为m的小球通过不行伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接.物块置于左侧滑轮正下方的外表水平的压力传感装置上,小球与右侧滑轮的距离为l .开头时物块和小球均静止,将此时传感装置的示数记为初始值.现给小球施加一始终垂直于l 段细绳的力,将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成 60角,如图乙所示,此时传感装置的示数为初始值的1.25 倍.再将小球由静止释放,当运动至最低位置时,传感装置的示数为

10、初始值的0.6 倍.不计滑轮的大小和摩擦,重力加速度的大小为g.求：(1) 物块的质量.(2) 从释放到运动至最低位置的过程中,小球克服空气阻力所做的功.7. 现有以下器材：电火花打点计时器、重物、纸带、铁架台、直尺、铅笔等试设计一个试验,争论合外力做的功与物体速度的关系要求： 1 构思试验方案.(2) 说明操作方法、测量方法和测量数据.(3) 说明探究功与速度关系的方法8. 某试验小组接受如下图的装置探究“功与速度变化的关系”,图中小车中可放置砝码,试验中,小车可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_遇到制动装置时,钩砝尚未到达的面,打点计时器工作频率为25 Hz (1) 试验的部分

11、步骤如下：在小车中放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线连接小车和钩码.将小车停在打点计时器邻近, ,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打以下点, .转变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复的操作(2) 如下图是钩码质量为0.03 kg ,砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带,在纸带上选择起始点O 及 A、B、C、D 和 E 五个计数点,可获得各计数点到D 的距离 x 及对应时刻小车的瞬时速度v,请将 C 点的测量结果填在表中的相应位置可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【答案与解析】一、选择题： 1.B解析：从 A 到 D 和从 D 到 A,摩擦力做功相同,设为

12、Wf .从 A 到 D 依据动能定理：mghWf0 .从 D可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_到 A 的过程,设推力对滑块做功为W,由动能定理得WWfmgh0 ,两式连立可得 W2mgh ,故 B可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_选项正确.2.BC解析：速度变化量为vvv2v ,设碰前速度方向为正 ,其大小为 2v=12m/s ,故 B 正确.碰撞可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_前后动能没有变化,即E0 ,依据动能定理,知W=0,故 C选项正确.可编辑资料

13、 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3.D解析：由于弹力和摩擦力都是变力,不能通过WFl 来求,但是板对P 做功可以通过动能定理来求,因可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_为板始终保持相对静止,故合外力做功为零,即W板mgl sin00 ,所以板对 P 做功为mgl sin.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4.C1212解析：依据动能定理fs0mv ,f s0m2 v1m4v2222, s : s1: 4,故 C 选项正确.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料

14、_5.D解析： F 做功位移为 S,阻力做功位移为4S,依据动能定理正确.6 AFSf4S0 0 ,可得 fF,故 D 选项4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解析：设子弹受阻力为F f ,木块移动l ,子弹在木块中深度为d,就据动能定理,子弹缺失的动能可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ Ek1Ff dl , 木 块 获 得 的 动 能Ek 2F f l 子 弹 和 木 块 共 同 损 失 的 动 能 为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - -

15、- 欢迎下载精品_精品资料_ Ek3 Ek1Ek2F f d 即三者之比为 dl : l : d3:1:2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_7、ACD解析：依据动能定理：（ mg tan） L sin 2mgL1cos 2 1 0 ,解得 v C=0,所以小球先加速可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_22 mvC运动,后加速运动,故A、C 正确.小球做圆周运动在B 点有向心加速度,故B 错误.在 C点时,由于速度 为 0 , 所 以 向 心 力 为 零 , 即 指 向 圆 心 方 向 的 合 力 为 0 , 沿 切 线

16、 方 向 的 合 力可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Ftmg sin 2mg tancos 2mg tan,所以在 C 点的加速度为g tan,故 D 正确.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_&应选： ACD二、解答题：1 WFhm gh1 mm v2FfBAB2解析：争论对象为A、B 所组成的系统,当B 的速度为 v 时, A 的速度也为 v,对系统应用动能定理有可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_WWW1 mmv20 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_FFfGBAB2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_即 FhWm gh1

17、 mmv20 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_FfBAB2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_得WFfFhmB gh1mA2m v2 BP可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2、解析：由功率公式：PFv cos,解得绳对船的拉力 FTv cos,此时汽车的速度v汽=v船cos,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_所以汽车匀速运动,汽车发动机的输出功率P出PfPTfv cosP .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3. 1 v4m /s

18、2s=6m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解析： 1 以人为争论对象,人加速下滑过程中受重力和杆对人的作用力F1, 由题图可知,人加速下滑过程中杆对人的作用力F1 为 180 N由牛顿其次定律得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_mgF1maa4m / s2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1s 末人的速度到达最大,就vat14m / s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_s12 加速下降时位移为：1 at122=2 m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢

19、迎下载精品_精品资料_减速下降时,由动能定理得mgF2 s201 mv2 ,2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_代入数据解得s24m, ss1s26m.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4. 解析：甲、乙两位同学的解法都不正确.甲同学把 125 m全部当作匀加速直线运动的位移,求出运动时间 t ,这一步就错了, 然后又用公式W=Pt来求牵引力做功,而汽车在做匀加速运动的过程中功率是逐步变大的,这一步骤又错了.而乙同学的做法中,第一步是正确的,但力F 是汽车做匀加速运动时的牵引力,当汽车以额定功率行驶时,牵引力是变力,做

20、功不能用W=Fs来运算.正确的解法是：汽车行驶的最大速度为p6104vm / sf500012m / s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_依据动能定理得Wfs1 mv202可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_W1 mv22fs9.85105 J.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5. 1t=1s2 W=0.05J解析： 1 设纸带的加速度为a1,铁块的加速度为a2.就可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_12a2m / s2 , ag1m / s2 , L1 a t 2121 a t 222可编辑

21、资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_得 t=1s .s铁块21 a t 2 ,Wfs22mgs铁块0.05J ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_v铁块a2t1m /s,WE1 mvK铁块220.05J .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_6、解析：1分别对开头时和细绳与竖直方向成60时两个状态进行1设开头时细绳的拉力大小为T1 ,传感装置的初始值为F1,物块质量为 M,由平稳条件得对小球, T1=mg 对物块, F1+T1=Mg当细绳与竖直方向的夹角为60时,设细绳的拉力大小为T2,传感装置的示数为F2,据题意

22、可知,F2 =1.25F 1,由平稳条件得对小球, T2=mgcos60对物块, F2+T2=Mg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_联立式,代入数据得M=3m2设小球运动至最低位置时速度的大小为v,从释放到运动至最低位置的过程中,小球克服阻力所做的功为 Wf ,由动能定理得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_mgl 1cos60 W f1 mv22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_在最低益,设细绳的拉力大小为T3,传感装置的示数为F3,据题意可知, F3=0.6F1 ,对小球,由牛顿其次定律得v2T3mgml7. 1 试验方案：让重物牵动纸带做自由落体运

23、动,重物下落不同的高度时,重力做的功也不相同,由此可以取得不同的重力做功的数值由打点计时器打出的纸带可以求出物体下落不同高度时瞬时速度争论重力做的功与物体获得速度的关系(2) 操作方法：将电火花打点计时器固定在铁架台上,使两个限位孔在同一竖直平面内且在同一竖直线上,以减小纸带与限位孔间的摩擦,保证重力做的功就是外力对重物做的总功纸带穿过限位孔,打开开关,放手让重物自由下落,打出纸带取点迹清楚的纸带,用直尺测量第一个点到其他各点的距离：h1、h2、h3、 hn,运算重物下落不同的高度时重力做的功：W1 mgh1, W2 mgh2 、W3 mgh3、 Wn mghn运用时间中点的即时速度等于这一过

24、程的平均速度,测出重物在下落不同高度时瞬即时速度v 1、v2、v3 、 vn(3) 探究功与速度的关系：规定适当的标度,建立Wv坐标系,描出一系列的点：v 1, W1 、v 2, W2 、 v n, Wn 用平滑的曲线连接各点,得到一条曲线,争论规律23可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_假如从曲线中难以发觉功与速度的关系变换坐标例如取v 、 v或 v 为横坐标,再描点连线进可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_行争论8. 解析：在探究功与速度变化关系的试验中,我们第一要验证功W与速度 v 变化的关系,但不是正比的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2关系,而 v的变化即v2v2 与功是成正比的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_0(1) 将小车停在打点计时器邻近后,需先接通电源,再释放小车,让其拖动纸带待打点计时器在纸带上打下一系列点后,关闭打点计时器电源(2) 在 验 证 C点 时 , 从 纸 带 上 可 知C点 的 速 度 就 是BD的 平 均 速 度 ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_7.153.20vC100.082m / s0.49m / s 可编辑资料 - - - 欢迎下载