2012高中物理 2.1 动能的改变 28每课一练 鲁科版必修2

用心 爱心 专心1 2 1 2 1 动能的改变动能的改变 每课一练每课一练 1 如图 1 所示 质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由 静止开始下滑 物体与斜面间的动摩擦因数都相同 物体滑到 斜面底部C点时的动能分别为Ek1和Ek2 下滑过程中克服摩擦力所 做的功分别为W1和W2 则 A Ek1 Ek2 W1 W2 B Ek1 Ek2 W1 W2 C Ek1 Ek2 W1 W2 D Ek1 Ek2 W1 W2 解析 设斜面的倾角为 斜面的底边长为l 则下滑过程中克服摩擦力做的功为 W mgcos l cos mgl 所以两种情况下克服摩擦力做的功相等 又由于B 的高度 比A低 所以由动能定理可知Ek1 Ek2 故选 B 答案 B 2 一质量为m的小球用长为l的轻绳悬挂于O点 小球在水平力作 用下 从平衡位置P点缓慢地移动 当悬线偏离竖直方向 角时 水平力大小为F 如图 2 所示 则水平力所做的功为 A mglcos B Flsin C mgl 1 cos D Flcos 解析 小球在缓慢移动的过程中 动能不变 故可用动能定理求解 即WF WG 0 其中WG mgl 1 cos 所以WF WG mgl 1 cos 选项 C 正确 答案 C 3 如图 3 甲所示 静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块 在水平 拉力F作用下 沿x轴方向运动 拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙 所示 图线为半圆 则小物块运动到x0处时的动能为 图 3 A 0 B Fmx0 1 2 C Fmx0 D x02 4 4 解析 根据动能定理 小物块运动到x0处时的动能为这段时间内力F所做的功 物 块在变力作用下运动 不能直接用功的公式来计算 但此题可用根据图象求 面积 用心 爱心 专心2 的方法来解决 力F所做的功的大小等于半圆的 面积 大小 Ek W S圆 1 2 1 2 2 又Fm 整理得Ek Fmx0 x02 C 选项正确 x0 2 x0 2 4 8 答案 C 4 如图 4 所示 电梯质量为M 地板上放着一质量 为m的物体 钢索拉电梯由静止开始向上加速运动 当上升高度 为H时 速度达到v 则 A 地板对物体的支持力做的功等于mv2 1 2 B 地板对物体的支持力做的功等于mgH C 钢索的拉力做的功等于Mv2 MgH 1 2 D 合力对电梯做的功等于Mv2 1 2 解析 对物体m用动能定理 WFN mgH mv2 故WFN mgH mv2 A B 均 1 2 1 2 错 钢索拉力做的功 WF拉 M m gH M m v2 C 错 由动能定理知 合力 1 2 对电梯M做的功应等于电梯动能的变化Mv2 D 正确 1 2 答案 D 5 如图 5 所示 质量为m的物体用细绳经过光滑小孔牵引 在光滑水平面上做匀速圆周运动 拉力为某个值F时 转动半径为R 当拉力逐渐减小到 时 物体仍做匀速圆 F 4 周运动 半径为 2R 则外力对物体做的功为 A B FR 4 3FR 4 C D 5FR 2 FR 4 解析 F 由动能定理得W mv22 mv12 联立解得W mv12 R F 4 mv22 2R 1 2 1 2 FR 4 即外力做功为 A 项正确 FR 4 答案 A 6 一个小物块从底端冲上足够长的斜面后 又返回斜面底端 已知小物块的初动能为 用心 爱心 专心3 E 它返回斜面底端的速度大小为v 克服摩擦阻力做功为E 2 若小物块冲上斜面的 动能为 2E 则物块 A 返回斜面底端时的动能为E B 返回斜面底端时的动能为 3E 2 C 返回斜面底端时的速度大小为 2v D 返回斜面底端时的速度大小为v 解析 设初动能为E时 小物块沿斜面上升的最大位移为s1 初动能为 2E时 小 物 块沿斜面上升的最大位移为s2 斜面的倾角为 由动能定理得 mgs1sin Ffs1 0 E 2Ffs1 E mv2 而 mgs2sin Ffs2 0 2E 可得 s2 2s1 所 E 2 E 2 1 2 以 返回斜面底端时的动能为 2E 2Ffs2 E A 正确 B 错误 由E mv 2可得v 1 2 v C D 均错误 2 答案 A 7 如图 6 甲所示 一物块在t 0 时刻 以初速度v0从足够长的粗糙 斜面底端向上滑行 物块速度随时间变化的图象如图乙所示 t0时刻物块到达最高 点 3t0时刻物块又返回底端 由此可以确定 图 6 A 物块返回底端时的速度 B 物块所受摩擦力大小 C 斜面倾角 D 3t0时间内物块克服摩擦力所做的功 解析 上升过程中 mgsin Ff ma1 v0 a1t0 s t0 v0 2 下滑过程中 mgsin Ff ma2 v a2 2t0 s a2 2t0 2 1 2 用心 爱心 专心4 以上各式联立可求得v sin Ff 故 A C 正确 因不知物块 v0 2 5v0 8gt0 3mv0 8t0 的 质量m 故Ff不可求 B 错误 对整个过程应用动能定理可得 Wf mv2 mv02 1 2 1 2 故Wf mv02 因不知m 故Wf也不可求得 D 错误 3 8 答案 AC 8 如图 7 所示 水平传送带长为s 以速度v始终保持匀速运 动 把质量为m的货物放到A点 货物与皮带间的动摩 擦因数为 当货物从A点运动到B点的过程中 摩擦 力对货物做的功可能 A 等于mv2 B 小于mv2 1 2 1 2 C 大于 mgs D 小于 mgs 解析 货物在传送带上相对地面的运动可能先加速后匀速 也可能一直加速而货物 的最终速度小于v 故摩擦力对货物做的功可能等于mv2 可能小于mv2 可能等 1 2 1 2 于 mgs 可能小于 mgs 故选 A B D 答案 ABD 9 如图 8 所示 斜面AB和水平面BC是由 同一板材上截下的两段 在B处用小圆弧连接 将小铁块 可视为质点 从A处由静止释放后 它沿斜面向下滑行 进入平面 最终静止于P处 若从该板材上再截下一段 搁置在A P之间 构成一个新的斜面 再将小铁块放回A处 并轻推一下使之具 有初速度v0 沿新斜面向下滑动 关于此情况下小铁块的运动情况的描述正确的是 A 小铁块一定能够到达P点 B 小铁块的初速度必须足够大才能到达P点 C 小铁块能否到达P点与小铁块的质量有关 D 以上说法均不对 解析 如图所示 设AB s1 BP s2 AP s3 动摩擦因数为 由动能定理得 mgs1sin mgs1cos mgs2 0 可得 mgs1 sin mg s1cos s2 设小铁块沿AP滑到P点的速度为vP 用心 爱心 专心5 由动能定理得 mgs3sin mgs3cos mvP2 mv02 因 1 2 1 2 s1sin s3sin s1cos s2 s3cos 故得 vP v0 即小铁块可以沿AP滑到P点 故 A 正确 答案 A 10 如图 9 所示 质量为M 0 2 kg 的木块放在水平台面 上 台面比水平地面高出h 0 20 m 木块距水平台的 右端L 1 7 m 质量为m 0 10M的子弹以v0 180 m s 的速度水平射向木块 当子弹以v 90 m s 的速度水平射 出时 木块的速度为v1 9 m s 此过程作用时间极短 可认为木块的位移为零 若木块落到水平地面时的落地点到台面右端的水平距离为 s 1 6 m 求 g取 10 m s2 1 木块对子弹所做的功W1和子弹对木块所做的功W2 2 木块与台面间的动摩擦因数 解析 1 由动能定理得 木块对子弹所做的功为 W1 mv2 mv02 243 J 1 2 1 2 同理 子弹对木块所做的功为 W2 Mv12 8 1 J 1 2 2 设木块离开台面时的速度为v2 木块在台面上滑行阶段对木块由动能定理 有 MgL Mv22 Mv12 1 2 1 2 木块离开台面后的平抛阶段s v2 2h g 解得 0 50 答案 1 243 J 8 1 J 2 0 50 11 如图 10 为车站使用的水平传送带装置 的示意图 绷紧的传送带始终保持 3 0 m s 的恒定速率 运行 传送带的水平部分AB距水平地面的高度h 0 45 m 现有一质量为m 10 kg 的行李包 可视为质点 由A 端被传送到B端 且传送到B端时没有被及时取下 行 李包从B端水平抛出 已知行李包与传送带之间动摩擦因数为 0 2 且A与B 之 用心 爱心 专心6 间距离为L 6 m 不计空气阻力 g取 10 m s2 1 行李包从A传送到B的过程中 摩擦力对物块做的功为多少 2 行李包从B端水平抛出后在空中运动的时间和飞出的水平距离为多少 解析 1 设行李包加速到传送带的速度v0 3 0 m s 经历的时间为t1 则有 v0 gt1 此过程中行李包的位移s1 gt12 1 2 可求得s1 2 25 m L 故行李包在B端被平抛的速度vB v0 3 0 m s Wf mv02 45 J 1 2 2 由h gt22 s2 vBt2 1 2 可得t2 0 3 s s2 0 9 m 答案 1 45 J 2 0 3 s 0 9 m 12 如图 11 所示为 S 形玩具轨道 该轨道是用内壁光 滑的薄壁细圆管弯成的 固定在竖直平面内 轨道弯曲 部分是由两个半径相等的半圆连接而成的 圆半径比细 管内径大得多 轨道底端与水平地面相切 弹射装置将 一个小球 可视为质点 从a点水平射向b点并进入轨道 经过轨道后从p点水平抛出 已知小球与地面ab段间的动摩擦因数 0 2 不计 其 他机械能损失 ab段长L 1 25 m 圆的半径R 0 1 m 小球质量m 0 01 kg 轨 道质量为M 0 15 kg g 10 m s2 求 1 若v0 5 m s 小球从p点抛出后的水平射程 2 若v0 5 m s 小球经过轨道的最高点时 管道对小球作用力的大小和方向 3 设小球进入轨道之前 轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力 当v0至少 为 多大时 轨道对地面的压力为零 解析 1 设小球运动到p点时的速度大小为v 对小球由a点运动到p点的过程 应用动能定理得 mgL 4Rmg mv2 mv02 1 2 1 2 小球从p点抛出后做平抛运动 设运动时间为t 水平射程为s 则 4R gt2 1 2 s vt 用心 爱心 专心7 联立 代入数据解得s 0 4 m 6