教科版必修2 4.4习题课三　动能定理的应用 课时作业.doc

习题课三动能定理的应用a组1.物体在恒定阻力作用下,以某初速度在水平面上沿直线滑行直到停止.以a,ek,x和t分别表示物体运动的加速度大小、动能、位移的大小和运动的时间.则以下各图像中,能正确反映这一过程的是(c)解析:物体在恒定阻力作用下运动,其加速度不变,选项a,b错误;由动能定理,-fx=ek-ek0,解得ek=ek0-fx,选项c正确,x=v0t-12at2,则ek=ek0-f(v0t-12at2),选项d错误.2.在离地面高h处竖直上抛一质量为m的物块,抛出时的速度为v0,当它落到地面时速度为v,用g表示重力加速度,则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于(c)a.mgh-12mv2-12mv02b.-12mv2-12mv02-mghc.mgh+12mv02-12mv2d.mgh+12mv2-12mv02解析:物块运动过程中,重力和空气阻力对物块做功,根据动能定理得mgh+w阻=12mv2-12mv02,所以w阻=12mv2-12mv02-mgh,物块克服空气阻力做功为mgh+12mv02-12mv2,c正确.3.(多选)质量为m的物体,从静止开始以a=12g的加速度竖直向下运动h,下列说法中正确的是(ad)a.物体的动能增加了12mghb.物体的动能减少了12mghc.物体的势能减少了12mghd.物体的势能减少了mgh解析:物体的合力f合=ma=12mg,向下运动h时合力做功w=f合h=12mgh,根据动能定理,物体的动能增加了12mgh,a对,b错;向下运动h过程中重力做功mgh,物体的势能减少了mgh,c错,d对.4.(多选)如图所示,质量相等的物体a和物体b与地面的动摩擦因数相等,在力f的作用下,一起沿水平地面向右移动x,则(ab)a.摩擦力对a,b做功不相等b.a,b动能的增量相同c.f对a做的功与f对b做的功相等d.合外力对a做的功与合外力对b做的功不相等解析:因f斜向下作用在物体a上,a,b受的摩擦力不相同,因此,摩擦力对a,b做的功不相等,a正确;a,b两物体一起运动,速度始终相同,故a,b动能增量一定相同,b正确;f不作用在b上,不能说f对b做功,c错误;合外力对物体做的功应等于物体动能的增量,故d错误.5.某消防队员从一平台上跳下,下落2 m后双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5 m,在着地过程中地面对他双腿的平均作用力是其自身重力的(b)a.2倍 b.5倍 c.8倍d.10倍解析:设地面对双腿的平均作用力为f,对全过程利用动能定理得mg(h+h)-fh=0,f=h+hhmg=5mg,故选项b正确.6.(多选)如图(甲)所示,静止在水平地面的物块a,受到水平向右的拉力f作用,f与时间t的关系如图(乙)所示,设物块与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等,则下列说法正确的是(bc)a.0t1时间内f的功率逐渐增大b.t2时刻物块a的加速度最大c.t3时刻物块a的动能最大d.t4时刻物块a的位移最大解析:由图像可知,0t1时间内拉力f小于最大静摩擦力,物块静止,拉力功率为零,故a错误;由图像可知,在t2时刻物块a受到的拉力最大,物块a受到的合力最大,由牛顿第二定律可得,此时物块a的加速度最大,故b正确;由图像可知在t1t3时间内,物块a受到的合力一直做正功,物块动能一直增加,在t3时刻以后,合力做负功,物块动能减小,因此在t3时刻物块动能最大,故c正确;t4时刻力f=0,但速度不为零,物块继续做减速运动,位移继续增大,故d错误.7.如图,一半径为r、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径poq水平.一质量为m的质点自p点上方高度r处由静止开始下落,恰好从p点进入轨道.质点滑到轨道最低点n时,对轨道的压力为4mg,g为重力加速度的大小.用w表示质点从p点运动到n点的过程中克服摩擦力所做的功.则(c)a.w=12mgr,质点恰好可以到达q点b.w12mgr,质点不能到达q点c.w=12mgr,质点到达q点后,继续上升一段距离d.w12mgr,质点到达q点后,继续上升一段距离解析:设质点到达n点的速度为vn,在n点质点受到轨道的弹力为fn,则fn-mg=mvn2r,已知fn=fn=4mg,则质点到达n点的动能为ekn=12mvn2=32mgr.质点由开始至n点的过程,由动能定理得mg2r+wf=ekn-0,解得摩擦力做的功为wf=-12mgr,即克服摩擦力做的功为w=-wf=12mgr.设从n到q的过程中克服摩擦力做功为w,则ww.从n到q的过程,由动能定理得-mgr-w=12mvq2-12mvn2,即12mgr-w=12mvq2,故质点到达q点后速度不为0,质点继续上升一段距离.选项c正确.b组8.如图所示,质量为m的物体静止放在水平光滑的平台上,系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮由地面以速度v向右匀速走动的人拉着.设人从地面上平台的边缘开始向右行至绳和水平方向成30角处,在此过程中人所做的功为(d)a.mv22b.mv2c.2mv23d.3mv28解析:人的速度为v,人在平台边缘时绳子上的速度为零,则物体速度为零,当人走到绳子与水平方向夹角为30时,绳子的速度为vcos 30.据动能定理,得w=ek=12m(vcos 30)2=38mv2.9.右端连有光滑弧形槽的水平桌面ab长l=1.5 m,如图所示.将一个质量为m=0.5 kg的木块在f=1.5 n的水平拉力作用下,从桌面上的a端由静止开始向右运动,木块到达b端时撤去拉力f,木块与水平桌面间的动摩擦因数=0.2,取g=10 m/s2.求:(1)木块沿弧形槽上升的最大高度;(2)木块沿弧形槽滑回b端后,在水平桌面上滑动的最大距离.解析:(1)由动能定理得fl-fl-mgh=0其中f=fn=mg=0.20.510 n=1.0 n所以h=fl-flmg=1.5(1.5-1.0)0.510 m=0.15 m.(2)由动能定理得mgh-fs=0所以s=mghf=0.5100.151.0 m=0.75 m.答案:(1)0.15 m(2)0.75 m10.一个人站在距地面20 m的高处,将质量为0.2 kg的石块以v0=12 m/s的速度斜向上抛出,石块的初速度方向与水平方向之间的夹角为30,g取10 m/s2,求:(1)人抛石块过程中对石块做了多少功?(2)若不计空气阻力,石块落地时的速度大小是多少?(3)若落地时的速度大小为22 m/s,石块在空中运动过程中克服阻力做了多少功?解析:(1)根据动能定理知,w=12mv02=14.4 j.(2)不计空气阻力,根据动能定理得mgh=mv122-12mv02解得v1=23.32 m/s.(3)由动能定理得mgh-wf=mv222-mv022,解得wf=mgh-(mv222-mv022)=6 j.答案:(1)14.4 j(2)23.32 m/s(3)6 j11.如图所示,一轨道由光滑竖直的14圆弧ab、粗糙水平面bc及光滑斜面ce组成,bc与ce在c点由极小光滑圆弧相切连接,斜面与水平面的夹角=30.一小球从a点正上方高h=0.2 m处p点自由下落,正好沿a点切线进入轨道,已知小球质量m=1 kg,圆弧半径r=0.05 m,bc长s=0.1 m,小球过c点后经过时间t1=0.3 s第一次到达图中的d点,又经t2=0.2 s第二次到达d点.取g=10 m/s2.求:(1)小球第一次到达圆弧轨道b点的瞬间,受到轨道弹力的大小;(2)小球与水平面bc间的动摩擦因数;(3)小球最终停止的位置.解析:(1)设小球在b点时速度大小为vb,由动能定理得mg(h+r)=mvb22在圆弧轨道b点,有n-mg=mvb2r解得vb=5 m/s,n=110 n.(2)设小球在ce段加速度为a,则a=gsin =5 m/s2设小球第一次经过c点的速度为vc,从c点上滑到最高点,经过的时间是t,则t=