2019-3-12高中物理动能和动能定理计算题

1、2019-3-12高中 物理 动能和动能定理 计算题(考试总分：100分 考试时间：120 分钟)一、计算题 (本题共计10小题，每题10 分，共计100分)1、质量为4t的汽车，以恒定功率沿平直公路行驶，在一段时间内前进了100m,其速度从36km/h增加到54km/h。若车受到的阻力恒定，且阻力因数为 0.02,求这段时间内汽车所做的功 ？(g=10m/s2)2、如图所示，从距地面高h = 5m的A点以一定的初速度水平抛出一金属小球，抛出点与落地点的水平距离x=10m, g取10m/s2,小球所受空气阻力忽略不计.(1)求小球在空中的运动时间；(2)求小球的初速度大小；现将一个质量为0.1

2、kg的塑料球从A点以跟金属小球相同的初速度抛出，测得落地时的速度大小为12m/s,求该过程塑料球克服空气阻力所做的功.3、质量为m的汽车在平直公路上行驶，阻力f保持不变。当速度达到V0时，发动机的实际功率正好等于额定功率P,从此时开始计时，发动机始终在额定功率下工作，最终速度达到匕口。('%未知)0F(1)粗略画出速度v随时间t变化的图像；(2)若公路足够长，求汽车能达到的最大速度Vm；(3)若速度从V0增大到Vm位移为X,求这段位移所用的时间t.4、如图所示，质量为 m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离L后以速度v飞离桌面，最终落在水平地面上。已知L=1.4m, m=0.10

3、kg,物块与桌面间的动摩擦因数=0.25桌面高h=0.45m,测得小物块落地点距飞出点的水平距离 s=0.9m (不计空气阻力，重力加速度 g取10m/s2)。求：V0物块刚飞离桌面时的速度V；小物块的初速度大小V0。5、如图，粗糙水平地面与粗糙斜面通过一小段光滑弧面平滑连接，滑块通过该段弧面时无机械能损失,滑块在该小段弧面的运动过程可忽略。己知斜面和滑块间的动摩擦因素为=05,斜面倾斜角为(1)滑块在斜面上上滑的加速度既大小和上滑的最大路程xi；(2)滑块从斜面上滑下的加速度 82大小和滑回O点时的速度大小V2；(3)滑块在水平地面上滑行的最大路程恰等于5m,求滑块与地面间动摩擦因素。6、2

4、014年20届巴西世界杯B组荷兰与西班牙的比赛中，罗宾 范佩西的一个漂亮鱼跃头球冲顶，把足球吊射飞入球门(如图)。设范佩西头球冲顶时，足球的高度为 h1=1.8m,足球与头碰撞前速度大小为 V1=6m/s ,碰撞后速度大小变为V2=10m/s,足球飞入球门时的高度为 h2=2m,如果不计空气阻力，足球质量 m=0.44 kg (视为质点)，g=10m/s2。求：(1)范佩西头球冲顶前后，足球动能的变化量？(2)范佩西对足球做的功？(3)足球飞入球门时的速度大小？7、如图所示，一光滑的曲面与长 L=1.5m的水平传送带平滑连接，一质量为 2kg的滑块从曲面上某位置 由静止开始下滑，传送带以速度

5、V0=5m/s匀速转动，滑块与传送带间的动摩擦因数二0 5,传送带离地高度 h0=0.8m。(1)若滑块从曲面上离传送带高度 h1=1.8m的A处开始下滑，求滑块落地点 P与传送带右端的水平距离及该过程中产生的热量；(2)为确保此滑块能落到P点，求滑块在曲面上由静止开始下滑的高度H的取值范围。8、如图所示，平行导轨由光滑的圆弧轨道和光滑的水平轨道以及租糙的倾斜轨道平滑连接组成。导轨间距L=0.5m,导轨底端接有R =。口的电阻。水平轨道处矩形区域 ABCD存在着垂直水平面向上的匀强磁场 第2页共4页第1页共5页磁感应强度大小Bi=0.5T,倾斜轨道与水平面的夹角为30。，处在垂直于斜面向下的匀

6、强磁场中，磁感应强度大小B2=1T。ab和cd是质量m=0.1kg,电阻R=0.1 Q的两根相同金属细杆，金属细杆与倾斜导轨的动摩擦因数(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。开始时，abff静止在倾斜导轨上，cd杆从光滑圆弧轨道无初速释放，释 放位置离水平导轨的高度h=0.072m。在t=0时刻，以速度vo离开圆弧轨道，进入水平轨道的磁场区域。为使得cd杆匀加速通过磁场区域，进入磁场后，对cd杆施加一水平向左的外力F, t=0时刻F的大小为0.8N,经过一段时间，在1工1时刻，cd杆即将离开磁场区域 AB边界，此时ab杆刚要开始沿斜面运动(但未运动)。(g取2 ,、10m/s)求：(1)cd杆刚进

7、入水平轨道磁场区域时的速度V0大小和通过水平轨道磁场区域的时间ti;cd杆通过水平轨道磁场区域过程，通过电阻R的电荷量；(3)cd杆通过水平轨道磁场区域过程，cd杆的产生热量Qcd=0.32J,求外力F做的功。9、如图所示，斜面ABC中AB段粗糙，BC段长1.6 m且光滑.质量为1 kg的小物块由A处以12m/s的初速度沿斜面向上滑行，到达 C处速度为零.此过程中小物块在 AB段速度的变化率是BC段的2倍 ,两段运动时间相等.g = 10 m/s2,以A为零势能点.求小物块：(3)沿斜面下滑过程中通过 BA段的时间.10、如图所示，雪道与水平冰面在B处平滑地连接。小明乘雪橇从雪道上离冰面高度h

8、=8m的A处自静止开始下滑，经B处后沿水平冰面滑至C处停止。已知小明与雪橇的总质量 m=70kg,雪橇到达B处的速度值vb=12 m/s,不计空气阻力和连接处能量损失，小明和雪橇可视为质点。问：(1)从A到B过程中，小明与雪橇总重力做了多少功？(2)从A到B过程中，小明与雪橇损失了多少机械能？(3)若小明乘雪橇最后停在 BC的中点，则他应从雪道上距冰面多高处由静止开始下滑?第3页共4页第4页共4页计算题 (本题共计10小题，每题10 分，共计100分)51、【答案】3.3 105【解析】汽车的速度：片i = 36km/h= lUm/s*廿=54加浮=15m/s ,汽车所受阻力：f = 0.02

9、mq = BOON ,由动能定理得：W- s =,代入数据解得：W = 3.3x1。"；2、【答案】(1)15 (2) 10m/s (3) 2.8/【解析】(1)由人泰/得：小球在空中的运动时间：t = 15 ；.* 1U 一.(2)小球的初速度大小o = - = = in由/占；E- 1 .1717由动能TE理得：+ W = -mv2 -解得：,' ：.；即这个过程克服空气阻力做功为 2.8J故本题答案是： I1。何存(3) 23点睛：平抛运动可以分解为水平方向上的匀速运动与竖直方向上的自由落体运动，并会利用动能定理求 解空气阻力做的功。3、【答案】(1)加速度减小，速度增

10、大，直到加速度减小为零，汽车达到最大速度，图像如图：【解析】应用功率公式P = Fh与牛顿第二定律判断汽车加速度如何变化，然后作出v-t图象；当汽车匀速运动时速度最大，应用平衡条件可以求出汽车的最大速度；应用动能定理可以求出 汽车的位移.一 P。(1)由功率公式：P = 可知，汽车的牵引力：F二不，由牛顿第二定律得F-f =切口，解得口二fl-工， mi? m汽车做加速运动，速度v不断增大，汽车达到额定功率 户0后，其加速度a逐渐减小，汽车做加速度逐渐减小的加速运动，v-t图象如图所示：(2)当汽车做匀速直线运动时速度最大，由平衡条件可知，牵引力 F = f ,汽车的最大速度廿mg二年；2(3

11、)对汽车，由动能JE理得=诏，解得上二-+ ；2£2f2 2P P4、【答案】(1)v=3m/s (2)v 0=4m/s【解析】(1)物块离开桌面后做平抛运动，由平抛运动规律可以求出水平速度，(2)由动能定理可以求出物块的初速度.(1)物块飞出桌面后做平抛运动，则有：，.一 一、，. 1T ，一、，.在竖直万向：九二浮E ,水平万向：5/解得： ,(2)对滑块从开始运动到飞出桌面，由动能定理得：. '解得：,;:5、【答案】(1)x1=5m； (2)叱©"二。？【解析】(1)根据牛顿第二定律，滑块上滑过程：-mgsin & mgcos。=ma2-m

12、gX0.6-0.5mg 0<8=ma1, a1=-10m/s ;根据产-诏=2屿,O-1O2 = 2, x二5m；(2)设向下为正方向，根据牛顿第二定律，滑块下滑过程： mgsin 小 mgcos。=ma2mgX0.6-0.5mg 0.8=ma2, a=2m/s ;根据/ -诏= 2g, v§-0 = 2x2x5； 丫2=*写 m/s；，一，1八一,、一匹12-Lc1(3)根据动能定理，一明目二口一/廿2 ,X 10 x 5 = 0 - -rn x (2V5)得：6、【答案】(1) Ak = 14.08 J (2) W= 14.08 J 廿=4m/s【解析】(1)根据定乂 31

13、 二严廿-严君二0,44 X 10 -5X0,44 x 6 =14.08/(2)根据动能定理可知合外力对足球做的动就等于足球动能的改变量W= % = 14.087(3)足球从碰后到入球门，根据动能定理可知：第5页共6页第7页共6页,121-rn.gah. = -m.v - -m.v解得： I7、【答案】(1) 1.0J (2) '' .【解析】(1)滑块滑至水平传送带的初速度为 Vi,则与=JZ/=6m/$ ,设滑块在传送带上滑到xi处与传送带相对静止，有 1rnv02 -|rnvT2=,/ 2 - K,1 二2fig时间工=-=0.2s,一闷此后，滑块做匀速直线运动到达传送带

14、右端作平抛运动，设平抛运动的时间为t2,则垢二:5,即% 二=0 .4s ,P点与传送带右端的水平距离为 叼=，。巳=5 乂 0.4m = 2J)m ,滑块在传送带上发生相对运动的过程中传送带运动的位移为X3,帆=%。= 5>口2m = l.Orn ,产生的热量 ：，；： "(2)当滑块下滑的起始高度 H较大时，滑块在传送带上做匀减速运动，要确保落在P点，离开传送带时的速度必须为V0,要求物体在传送带上一直做匀减速运动，此时物体在曲面上下滑的高度最大，设物体 1717滑上传送市时的速度为 V2,起始身度为Hi,则尹。口 -/巧 二,二>二1 卡2口士 = Jv02 + 2

15、igL = J52 + 2 x O S x 10 x 1.5m/= 2/讪”,“,、1 2g当滑块下滑的起始高度较小时，滑块在传送带上做匀加速运动，离开传送带时的速度仍为V0,同理，设山，一一,，一、,212滑上传送带时的速度为V3,起始身度为 出，有,：: 一= J%2 - "gL = 7s2 - 2 X 0,5 x 10 x 1.5m/写=,li2 = 0.5 m所以高度H的取值范围0.5m< FK 2.0m8、【答案】(1) 1,(2) 1 ' , (3)【解析】(1)根据机械能守恒定律得："=，若，解得： = LZm/s_ . . E 3cd刚进入水平

16、磁场时，£ = 8止钟f=二 杖思=邛cd受到的安培力.： 村总根据牛顿第二定律得：加解得：.，F . -当cd杆离开水平磁场时，ab即将滑动，对ab杆受力分析可得:F岫=山目 5m3 0 +mgCQs30'F岫=可得：., 1而,一，E 片2 1由于.：. fid?-/TZa解得：v=3m/su t?n 5 _ 1 9根据匀变速直线运动规律得：. .1 a 32 _ 2(2)根据匀变速直线运动规律得：L.=2二3=i.26m 2 2a则通过R的电荷量为'1£心E A4>B 1As总二V=1 %A5tf = - = 1.05C2 R 息3K(3)根据动

17、能TE理：WF-Q=mvj-rnvl由cd杆的发热量,解得整个电路发热量Q=0.48J联立解得：:9、【答案】(1) 4m/s (2) 40J (3) 1.6s【解析】(1)设物体在AB段加速度大小为向，BC段加速度大小为做 由于 :,(2)由题意分析可知，滑动摩擦力与重力沿斜面向下的分力大小相等从A到B:1 工1 t+ WG 些二J 从A到C:EPC = mgh = 40/第9页共6页第8页共6页(3)在上滑AB段： A VB2 = alAB在上滑BC段：口/ =加/比 ：. 一 ；,m物体下滑通过BA段做匀速运动第10页共6页第10页共6页10、【答案】(1) 5.6x10)(2) 5.6x1的(3)4m【解析】(1)