高一物理必修二动能定理1

1 动能定理动能定理 4040 分钟分钟 5050 分 分 一 选择题 本题共一 选择题 本题共 5 5 小题 每小题小题 每小题 5 5 分 共分 共 2525 分 每小题只有一个或两个分 每小题只有一个或两个 选项正确 选项正确 1 双选 2012 海口高一检测 下列关于运动的某个物体所受的合外力 合外力做功和动能变化的关系 正确的是 A 如果物体所受的合外力为零 那么 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 如果合外力对物体所做的功不为零 则物体动能一定发生变化 D 如果合外力对物体所做的功为零 则物体动能一定发生变化 2 甲 乙两物体质量的比 M1 M2 3 1 速度的比 v1 v2 1 3 在相同的阻力作 用下逐渐停下 则它们的位移比 x1 x2是 A 1 1B 1 3C 3 1D 4 1 3 如图所示 AB 为圆弧轨道 BC 为水平直轨道 圆弧的半径为 R BC 的长度 1 4 也是 R 一质量为 m 的物体 与两个轨道间的动摩擦因数都为 当它由轨道 顶端 A 从静止开始下落时 恰好运动到 C 处停止 那么物体在 AB 段克服摩擦 力所做的功为 A B C mgRD 1 mgR mgR 2 mgR 2 4 双选 质量为 m 的物体 从静止开始以 a g 的加速度竖直向下运动 h 1 2 下列说法中正确的是 2 A 物体的动能增加了mgh 1 2 B 物体的动能减少了mgh 1 2 C 物体的势能减少了mgh 1 2 D 物体的势能减少了 mgh 5 有一质量为 m 的木块 从半径为 r 的圆弧曲面上的 a 点滑向 b 点 如图所示 如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变 则以下叙述正确的是 A 木块所受的合外力为零 B 因木块所受的力都不对其做功 所以合外力做的功为零 C 重力和摩擦力做的功代数和为零 D 重力和摩擦力的合力为零 二 非选择题 本题共二 非选择题 本题共 3 3 小题 共小题 共 2525 分 要有必要的文字叙述 分 要有必要的文字叙述 6 2012 韶关高一检测 8 分 冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目 比赛场地示意图如图所示 比赛时 运动员从起滑架处推着冰壶出发 在投掷 线 AB 处放手让冰壶以一定的速度滑出 使冰壶的停止位置尽量靠近圆心 O 为 使冰壶滑行得更远 运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面 使冰壶与冰面 间的动摩擦因数减小 设冰壶与冰面间的动摩擦因数为 1 0 008 用毛刷擦 冰面后 动摩擦因数减小至 2 0 004 在某次比赛中 运动员使冰壶 C 在投 掷线中点处以 2 m s 的速度沿虚线滑出 为使冰壶 C 能够沿虚线恰好到达圆心 O 点 运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少 g 取 10 m s2 3 7 8 分 如图所示 物体在离斜面底端 5 m 处由静止开始下滑 然后滑上由 小圆弧与斜面连接的水平面上 若物体与斜面及水平面的动摩擦因数均为 0 4 斜面倾角为 37 求物体在水平面上滑行的距离 8 2012 山东高考 9 分 如图所示 一工件置于水平地面上 其 AB 段为 一半径 R 1 0 m 的光滑圆弧轨道 BC 段为一长度 L 0 5 m 的粗糙水平轨道 二 者相切于 B 点 整个轨道位于同一竖直平面内 P 点为圆弧轨道上的一个确定 点 一可视为质点的物块 其质量 m 0 2 kg 与 BC 间的动摩擦因数 1 0 4 工件质量 M 0 8 kg 与地面间的动摩擦因数 2 0 1 取 g 10 m s2 1 若工件固定 将物块由 P 点无初速度释放 滑至 C 点时恰好静止 求 P C 两点间的高度差 h 2 若将一水平恒力 F 作用于工件 使物块在 P 点与工件保持相对静止 一 起向左做匀加速直线运动 求 F 的大小 当速度 v 5 m s 时 使工件立刻停止运动 即不考虑减速的时间和位移 4 物块飞离圆弧轨道落至 BC 段 求物块的落点与 B 点间的距离 答案解析答案解析 1 解析 选 A C 合外力为零 根据功的决定因素知合外力一定不做功 A 对 合外力的功为零 可能是在合外力方向上没有发生位移 但合外力不一定 为零 B 错 根据动能定理 合外力对物体做的功一定等于物体的动能变化 即合外力做功 物体的动能一定变化 合外力不做功 物体的动能一定不会发 生变化 C 对 D 错 2 解析 选 B 由 Ek mv2得两物体的动能之比 Ek1 Ek2 1 3 而根据动能 1 2 定理 Fx Ek 所以 x1 x2 Ek1 Ek2 1 3 B 正确 3 解析 选 D 设物体在 AB 段克服摩擦力所做的功为 WAB BC 段摩擦力做功 mgR 故物体从 A 运动到 C 的全过程 由动能定理得 mgR WAB mgR 0 解得 WAB mgR mgR 1 mgR 故 D 正确 4 解析 选 A D 物体的合力 F合 ma mg 向下运动 h 时合力做功 W F合 1 2 h mgh 根据动能定理 物体的动能增加了mgh A 对 B 错 向下运动 h 过 1 2 1 2 程中重力做功 mgh 物体的势能减少了 mgh C 错 D 对 5 5 解析 选 C 木块做曲线运动 速度方向变化 加速度不为零 合外力不 为零 A 错 速率不变 动能不变 由动能定理知 合外力做的功为零 支持 力始终不做功 重力做正功 所以重力做的功与阻力做的功代数和为零 但重 力和阻力的合力不为零 C 对 B D 错 6 解析 设冰壶在未被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为 s1 所受摩擦力的大 小为 f1 在被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为 s2 所受摩擦力的大小为 f2 则有 s1 s2 s 式中 s 为投掷线到圆心 O 的距离 f1 1mg f2 2mg 设冰壶的初速度为 v0 由功能关系得 f1 s1 f2 s2 mv02 联立以上各式 解得 s2 代入数据得 s2 10 m 1 2 2 10 12 2gsv 2g 答案 10 m 变式备选 质量 m 1 kg 的物体 在水平拉力 F 的作用下 沿粗糙水平面运 动 经过位移 4 m 时 拉力 F 停止作用 运动到位移是 8 m 时物体停止 运动 过程中 Ek s 的图线如图所示 g 10 m s2 求 1 物体和平面间的动摩擦因数 2 拉力 F 的大小 解析 1 在运动的第二阶段 物体在位移 x2 4 m 内 动能由 Ek 10 J 变为 零 由动能定理得 mgx2 Ek 故动摩擦因数 0 25 k 2 E10 mgx1 10 4 6 2 在运动的第一阶段 物体位移 x1 4 m 初动能 Ek0 2 J 根据动能定理 Fx1 mgx1 Ek Ek0 所以 F 4 5 N 答案 1 0 25 2 4 5 N 7 解析 对物体在斜面上和水平面上受力分析如图所示 mgcos37 则物体在斜面上受到的摩擦力 mgcos37 1 N F 11 fN FF 物体在水平面上运动过程中前进的距离为 l2 物体在水平面上受到的摩擦力 mg 22 fN FF 对整个过程由动能定理得 mgl1sin37 0 12 f1f2 FF ll 解得 l2 3 5 m 答案 3 5 m 总结提升 应用动能定理求解多过程问题 1 对于物理过程较为复杂的问题 审题时应先画出较为明确的示意图 弄清 各物理过程之间的联系 2 过程较多时要弄清各个力在哪个过程做功 做正功还是负功 做了多少功 3 要明确各过程中物体初 末态的动能 对部分过程用动能定理或对全过程 用动能定理 8 解题指南 若物块在 P 点与工件保持相对静止 可对物块受力分析利用牛 7 顿第二定律求出加速度 再用整体法以 m 和 M 为研究对象求出恒力 F 的大小 解析 1 物块从 P 点下滑经 B 点至 C 点的整个过程 根据动能定理得 mgh 1mgL 0 代入数据得 h 0 2 m 2 设物块的加速度大小为 a P 点与圆心的连线与竖直方向间的夹角为 由几何关系可得 cos Rh R 根据牛顿第二定律 对物块有