高一第二学期物理竞赛辅导 第六讲 动能 动能定理.doc

第六讲 动能 动能定理一：知识要点：1动能：2动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化（增量） 公式：3理解：（1）W总是所有外力（包括物体所受的重力）对物体做的总功；（2）W总 = W1 + W2 + （代数和），或W总 = F总lcos；（3）只对惯性参考系成立；（4）对物体做任何运动都是适用的，特别对处理变速运动的问题尤为方便；二：例题：例1一个人用力把一个质量为1 kg的物体，由静止向上提起1 m，这时物体的速度为2 m/s，则下列说法正确的是（ ）A、手对物体做功为12 JB、合外力对物体做功为2 JC、合外力对物体做功为12 JD、物体克服重力做功为10 J例2一个质量为0.3 kg的弹性小球，在光滑水平面上以6 m/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。则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（ ）A、v=0 B、v=12 m/s C、W=0 D、W=10.8 J例3如图所示，小球在竖直向下的力F作用下，将竖直轻弹簧压缩，若将力F撤去，小球将向上弹起并离开弹簧，直到速度为零时为止，则小球在上升过程中：小球的动能先增大后减小；小球在离开弹簧时动能最大；小球动能最大时弹性势能为零；小球动能减为零时，重力势能最大，以上说法中正确的是（ ）A、B、C、D、例4如图所示，质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平射中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动。已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离L，子弹进入木块的深度为s，若木块对子弹的阻力Ff视为恒定，则下列关系式中正确的是（ ）A、FfL=Mv2B、Ff s=mv2C、Ff s=mv02（Mm）v2D、Ff（Ls）=mv02mv2例5如图所示，质量为m的物体用细绳车牵引着在水平光滑面上做匀速圆周运动，当拉力为F时，转动半径为R，当外力增大到8F时，物体仍然做匀速圆周运动，其转动半径为，在此过程中，外力对物体所做的功是（ ）A、FRB、FR C、FRD、4FR例6质量为m=2 kg的物体，在水平面上以v1=6 m/s的速度匀速向西运动，若有一个F=8N、方向向北的恒力作用于物体，在t=2 s内物体的动能增加了（ ）A、28 JB、64 JC、32 JD、36 J例7如图所示，在水平地面上有一辆质量为2 kg的玩具汽车沿Ox轴运动，已知其发动机的输出功率恒定，它通过A点时速度为2 m/s，再经过2 s，它通过B点，速度达6 m/s，A与B两点相距10 m，它在途中受到的阻力保持为1 N，则玩具汽车通过B点时的加速度为_ m/s2例8一跳绳运动员质量m=50 kg，一分钟跳N=180次假设每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次时间的2/5，试估算该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率为 （取g=10 m/s2）例9质量为5.0103 kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶，当速度达到一定值后，关闭发动机滑行。速度图象如图所示，则在汽车行驶的整个过程中，发动机做功为_，汽车克服摩擦力做功为_。例10电动机通过一绳子吊起质量为8 kg的物体，绳的拉力不能超过120 N，电动机的功率不能超过1200 W，要将此物体由静止起用最快的方式吊高90 m（已知此物体在被吊高接近90 m时已开始以最大速度匀速上升），所需时间为多少？例11一内壁光滑的环形细圆管，位于竖直平面内，环的半径为R（比细管的半径大得多）.在圆管中有两个直径与细管内径相同的小球（可视为质点）.A球质量为m1，B球质量为m2.它们沿环形圆管顺时针运动，经过最低点时的速度为v0.设A球运动到最低点时，B球恰好运动到最高点，若要此时两球作用于圆管的合力为零，那么m1，m2，R，v0应满足什么关系？例12如图4-2-1所示，质量4kg的物体静止于光滑水平面上的A点，系物体的绳跨过轻小滑轮被拉紧时，绳与水平面夹30角，现用竖直向下的恒力73N拉绳向下运动，当物体由A拉到B时，在B点绳与水平夹45角，已知滑轮离地高2m，求物体在B点的速度.例13一个小滑块放在固定的、半径为R的光滑半球顶部，如图3-4-14所示.由于轻微的扰动，它开始由静止下滑.求：它离开球面时，离半球底部的高度h.三：能力训练：1下列关于运动物体所受合外力和动能变化的关系正确的是（ ）A、如果物体所受合外力为零，则合外力对物体做的功一定为零B、如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零C、物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化D、物体的动能不变，所受合外力一定为零2质量为m的子弹，以水平速度v射入静止在光滑水平面上质量为M的木块，并留在其中，下列说法正确的是（ ）子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等；阻力对子弹做的功与子弹动能的减少相等；子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等；子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功A、 B、 C、 D、3质量为m的小球被系在轻绳的一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，运动过程中小球受到空气阻力的作用，设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg，此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为（ ）A、mgR/4B、mgR/2C、mg/RD、mgR4质量为1 kg的物体以某一初速度在水平面上滑行，由于摩擦阻力的作用，其动能随位移变化的图线如图，g取10 m/s2，则以下说法中正确的是（ ）A、物体与水平面间的动摩擦因数为0.5 B、物体与水平面间的动摩擦因数为0.2 C、物体滑行的总时间为4 s D、物体滑行的总时间为2.5 s5如图所示，质量为m的物体静止在光滑的平台上，系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮，由地面上的人拉着匀速向右以速度v0走动，则绳子与竖直方向夹角由0变成45过程中，人做功为（ ） A、mv02B、mv02C、mv02D、mv026光滑地面上放一长木板，质量为M，木板上表面粗糙且左端放一木块m，如图所示，现用水平向右的恒力F拉木块，使它在木板上滑动且相对地面位移为s（木块没有滑下长木板）。在此过程中（ ）mFMmA、若只增大m，则拉力F做功不变B、若只增大m，则长木板末动能增大C、若只增大M，则小木块末动能不变D、若只增大F，则长木板末动能不变7一质量为m的小球，用长为l的细绳悬于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置P点缓慢地移到Q点，此时绳与竖直方向的夹角为，如图4-2-5所示，则关于力F做的功，下列各项中正确是（ ）AmglcosBFlsinCmgl（1cos）Dmglsin8如图4-2-6所示，一物体以6m/s的初速度从A点沿AB圆弧下滑到B点，速率仍为6m/s，若物体以5m/s的初速度从A点沿同一路径滑到B点，则物体到达B点的速率（ ）A大于5m/sB小于5m/sC等于5m/sD不能确定9质量M=500 t的机车，以恒定的功率从静止出发，经过一段时间t=5 min，在水平路面上行驶s=2.25 km，速度达到最大值vm=54 km/h，则机车的功率为_W，机车运动中受到的平均阻力为_ N10如图所示，一小球在倾角为30的斜面上的A点被水平抛出时动能为6 J，则小球落到斜面上的B点时动能为_ J11质量为24kg的滑块，以4m/s的初速度在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为4m/s。则在这段时间内水平力做的功为 。12一个物体从斜面上高h处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止，量得停止处对开始运动处的水平距离为s（如图所示），不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用，并认为斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同，求动摩擦因数13质量m（kg）的机车，以恒定功率从静止出发，经t（s）行驶了S（m），速度达到最大值vm(m/s)，设机车所受阻力恒定，求机车功率表达式.1某地强风风速约为v=20m/s，设该地的空气密度=1.3kg/m3，如果把截面S=20m2的风的动能全部转化为电能，则利用上述已知量写出计算电功率的公式？电功率的大小约为多少瓦？（取一位有效数字）ms=4.5mv15如图所示，皮带的速度是3m/s，两轴心距离s=4.5m，现将m=1kg的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数为=0.15。电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时，电动机消耗的电能是多少？1