(完整版)高中物理动能定理经典计算题和答案

(完整版)高中物理动能定理经典计算题和答案例1：一架质量为5×10kg的喷气式飞机，在起飞过程中从静止开始滑跑了5.32×10m，最终达到了60m/s的速度。假设飞机受到的平均阻力是其重量的0.02倍，求飞机受到的牵引力。例2：一块质量为2kg的石头从离地面2m高处静止开始自由落体，最终陷入泥中5cm深处。不考虑空气阻力，求泥对石头的平均阻力。重力加速度g取10m/s2。例3：一质量为0.3kg的弹性小球在光滑的水平面上以6m/s的速度垂直撞向墙壁，碰撞后小球反弹并以相同速度向相反方向运动。求碰撞前后小球速度变化量的大小Δv和碰撞过程中墙对小球做功的大小W。例4：一个小球在高度为h处以初速度v向水平方向抛出，不考虑空气阻力。求小球着地时的速度大小。例5：一个质量为m的小球用长为l的轻绳悬挂于O点，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点。求拉力F所做的功。例6：一个小球在光滑水平面上沿着半径为R的圆周匀速运动，由穿过O孔的绳子的拉力作用。当绳的拉力为F时，圆周半径为R，当绳的拉力增大到8F时，小球恰可沿半径为R/2的圆周匀速运动。求绳的拉力在增大的过程中所做的功。例7：一个质量为10kg的工件轻轻地放在传送带底端，由传送带传送至2m高处。传送带与水平地面的夹角为30°，动摩擦因数为μ=1/3，重力加速度g取10m/s2。求工件在传送带上的运动情况以及摩擦力对工件做的功。例16如图2-7-19所示，有一装置，轻绳将A、B相连，B置于光滑水平面上，拉力F使B以1m/s匀速由P运动到Q，P、Q处绳与竖直方向的夹角分别为α1=37°，α2=60°。滑轮离光滑水平面高度h=2m，已知mA=10kg，mB=20kg，不计滑轮质量和摩擦。求在此过程中拉力F做的功。（取sin37°=0.6，g取10m/s²）解答：将A、B相连的轻绳看作质点，其重力可忽略不计。由于B在光滑水平面上运动，所以绳的两端受力大小相等，方向相反，且与绳的方向垂直。设绳的张力为T，则有Tsinα1=mAgsinθ，Tsinα2=mBgsinθ，解得T=20g/3N，θ=arcsin(3/5)。在B运动的过程中，拉力F做功W=Fh，代入数据可得W=40J。，摩擦力为f，则摩擦力做功为：Wf2fSmgcosS根据机械能守恒可得：mghmglcosmgcosS化简得：Sh/gltan因此，物体在平面上滑行的距离为Sh/gltan。对于本题，已知h=5m，l=10m，α=30°，μ=0.2，代入公式可得：S5/0.2×1010tan30°5m。因此，物体在平面上滑行的距离为5m。2.对物体应用动能定理，可以得到ΣW=ΔEk。根据题目中的条件，可以列出mglsinα－μmglcosα－μmgS=0，解得h－μS1－μS2=0，其中S1为斜面底端与物体初位置间的水平距离。11.(1)假设小球第一次与地面碰撞后，能够反弹起的最大高度是h，则根据动能定理可以得到mg(H-h)-kmg(H+h)=0，解得h=(1-k)H/(1+k)。(2)假设球从释放开始，直至停止弹跳为止，所通过的总路程是S，则对全过程应用动能定理可以得到mgH-kmgS=0，解得S=H/k。14.首先建立风的“柱体模型”，如图2-7-7所示，设经过时间t通过截面S的空气的质量为m，则有m=ρV=ρSl=ρSvt。这部分空气的动能为ΔE=1/2mv^2=1/2ρSv^3t。因为风的动能只有50%转化为电能，所以其电功率的表达式为P=(1/2)ΔE/t=1/4ρSv^3。代入数据得P=1/4×1.4×20×20W=5.6×104