2019-2020年高中物理 3.3動(dòng)能定理的應(yīng)用自我小測(cè) 滬科版必修21人騎自行車下坡，坡長(zhǎng)l500 m，坡高h(yuǎn)8 m，人和車總質(zhì)量為100 kg，下坡時(shí)初速度為4 m/s，人不踏車的情況下，到達(dá)坡底時(shí)車速為10 m/s，g取10 m/s2，則下坡過(guò)程中阻力所做的功為()A4 000 J B3 800 JC5 000 J D4 200 J2速度為v的子彈，恰好可以穿透一塊固定著的木板，如果子彈速度為2v，子彈穿透木板時(shí)阻力視為不變，則可穿透同樣的木板()A2塊 B3塊C4塊 D1塊3兩個(gè)質(zhì)量不等的小鉛球A和B，分別從兩個(gè)高度相同的光滑斜面和圓弧斜坡的頂端由靜止滑向底部，如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A下滑過(guò)程中重力所做的功相等B它們到達(dá)底部時(shí)動(dòng)能相等C它們到達(dá)底部時(shí)速率相等D它們到達(dá)底部時(shí)速度相同4一質(zhì)量為1 kg的物體被人用手由靜止向上提升1 m，這時(shí)物體的速度為2 m/s，則下列說(shuō)法正確的是()A人對(duì)物體做功12 J B合外力對(duì)物體做功12 JC合外力對(duì)物體做功2 J D物體克服重力做功10 J5(經(jīng)典回放)在離地面高為h處豎直上拋一質(zhì)量為m的物塊，拋出時(shí)的速度為v0，當(dāng)它落到地面時(shí)速度為v，用g表示重力加速度，則在此過(guò)程中物塊克服空氣阻力所做的功等于()Amghmv2mvBmghmv2mvCmghmv2mvDmghmv2mv6以初速度v0豎直向上拋出一質(zhì)量為m的小物塊。假定物塊所受的空氣阻力f大小不變。已知重力加速度為g，則物塊上升的最大高度和返回到原拋出點(diǎn)的速率分別為()A.和v0B.和v0C.和v0D.和v07如圖所示，質(zhì)量為m的小球被系在輕繩一端，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球受到空氣阻力的作用。設(shè)某一時(shí)刻小球通過(guò)軌道的最低點(diǎn)，此時(shí)繩子的張力為7mg，此后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周恰好通過(guò)最高點(diǎn)，則在此過(guò)程中小球克服空氣阻力所做的功為()A.mgR B.mgRC.mgR DmgR8如圖所示，質(zhì)量為m的雪橇，從冰面上滑下，當(dāng)雪橇滑到A點(diǎn)時(shí)，速度大小為v0，它最后停在水平冰面的B點(diǎn)，A點(diǎn)距水平地面高度為h，如果將雪橇從B點(diǎn)拉到A點(diǎn)，拉力方向始終與冰面平行，且它通過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度大小為v0，則由B到A的過(guò)程中拉力做功等于_。9在距地面10 m高處，一人以5 m/s的速度水平拋出一個(gè)質(zhì)量為4 kg的物體，物體著地時(shí)速度大小是10 m/s，則人拋出物體的過(guò)程中對(duì)物體所做的功為多大？飛行過(guò)程中的物體克服空氣阻力所做的功為多少？(g取10 m/s2)10雜技演員在進(jìn)行“頂桿”表演時(shí)，用的是一根質(zhì)量可忽略不計(jì)的長(zhǎng)桿。質(zhì)量為30 kg的演員自桿頂由靜止開始下滑，滑到桿底時(shí)速度正好為零。已知長(zhǎng)桿底部與下面頂桿人肩部之間有一傳感器，傳感器顯示頂桿人肩部的受力情況如圖所示，取g10 m/s2。求：(1)桿上的人下滑過(guò)程中的最大速度；(2)桿的長(zhǎng)度。11某貨場(chǎng)兩站臺(tái)A、B之間的水平傳送裝置如圖所示，兩站臺(tái)與傳送帶處于同一水平面，A、B之間的水平距離s04 m(等于傳送帶的長(zhǎng)度)，傳送帶的運(yùn)行速度v05 m/s，方向如圖，現(xiàn)將一質(zhì)量m10 kg的貨物自A端由靜止開始運(yùn)送到B端，求摩擦力對(duì)貨物做功的平均功率。(已知貨物與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.02，取g10 m/s2)12質(zhì)量為5103 kg的汽車在t0時(shí)刻速度v010 m/s，隨后以P6104 W的額定功率沿平直公路繼續(xù)前進(jìn)，經(jīng)72 s達(dá)到最大速度，設(shè)汽車受恒定阻力，其大小為2.5103 N。求：(1)汽車的最大速度vm；(2)汽車在72 s內(nèi)經(jīng)過(guò)的路程s。13如圖所示，傾角37的斜面底端B平滑連接著半徑r0.40 m的豎直光滑圓軌道。質(zhì)量m0.50 kg的小物塊，從距地面h2.7 m處沿斜面由靜止開始下滑，小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.25，已知sin370.6，cos370.8，g取10 m/s2。求：(1)物塊滑到斜面底端B時(shí)的速度大??；(2)物塊運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)A時(shí)，對(duì)圓軌道的壓力大小。參考答案1解析：由動(dòng)能定理可得：mghWfm(vv)解得Wfmghm(vv)3 800 J故選項(xiàng)B正確。答案：B2解析：設(shè)阻力為f，根據(jù)動(dòng)能定理，初速度為v時(shí)，則fs0mv2，初速度為2v時(shí)，則fns0m(2v)2，解得n4。答案：C3解析：根據(jù)動(dòng)能定理得，鉛球到達(dá)底部的動(dòng)能等于重力做的功，由于質(zhì)量不等，但高度相等，所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；到達(dá)底部的速率都為v，但速度的方向不同，所以選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。答案：C4解析：合外力做的功等于物體動(dòng)能的變化量，即W合Ekmv2122 J2 J，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；物體克服重力做功WGmgh1101 J10 J，選項(xiàng)D正確；而W合W人WG，可得W人W合WG12 J，選項(xiàng)A正確。答案：ACD5解析：本題中阻力做功為變力做功。應(yīng)用動(dòng)能定理來(lái)求解，整個(gè)過(guò)程中只有重力做功和空氣阻力做功，則WGWfmv2mv解得Wfmghmv2mv。答案：C6解析：上升過(guò)程加速度大小a1g；下降過(guò)程加速度大小a2g；根據(jù)H和2a2Hv2得：H；vv0。答案：A7解析：小球在最低點(diǎn)A處由牛頓第二定律有7mgmgm所以mv6mgR小球在最高點(diǎn)B處由牛頓第二定律有mgm所以mvmgR小球從A經(jīng)半個(gè)圓周到B的過(guò)程中由動(dòng)能定理得Wmg2Rmvmv解得WmgR，可見(jiàn)小球克服空氣阻力所做的功為mgR。答案：C8解析：將物體上滑和下滑兩個(gè)過(guò)程分別應(yīng)用動(dòng)能定理，則下滑過(guò)程有mghWf0mv上滑過(guò)程有WFmghWfmv由以上兩式可得：WF2mghmv。答案：2mghmv9解析：根據(jù)動(dòng)能定理，拋出物體的過(guò)程中人對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化，即W人mv452 J50 J；設(shè)飛行過(guò)程中的物體克服空氣阻力所做的功為Wf，根據(jù)動(dòng)能定理，對(duì)整個(gè)過(guò)程有W人mghWfmv2所以WfW人mghmv2代入數(shù)據(jù)可得Wf250 J。答案：50 J250 J10解析：(1)以人為研究對(duì)象，人加速下滑過(guò)程中受重力mg和桿對(duì)人的作用力F1，由題圖可知，人加速下滑過(guò)程中桿對(duì)人的作用力F1為180 N。由牛頓第二定律得mgF1ma解得a4 m/s21 s末人的速度達(dá)到最大，則vat14 m/s。(2)加速下降時(shí)位移為s1at2 m減速下降時(shí)，由動(dòng)能定理得(mgF2)s20mv2代入數(shù)據(jù)解得s24 m，ss1s26 m。答案：(1)4 m/s(2)6 m11解析：設(shè)運(yùn)行過(guò)程中貨物加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律得：mgma設(shè)到達(dá)B端時(shí)速度為v，所用時(shí)間為t，則v22as0解得：v4 m/sv0s0 tt根據(jù)功能關(guān)系得Ptmv2解得P40 W。答案：40 W12解析：(1)達(dá)到最大速度時(shí)，牽引力等于阻力Pfvmvm m/s24 m/s。(2)由動(dòng)能定理可得Ptfsmvm2mv所以s m1 252 m。答案：(1)24 m/s(2)1 252 m13解析：(1)物塊沿斜面下滑到B的過(guò)程中，在重力、支持力和摩擦力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)下滑到達(dá)斜面底端B時(shí)的速度為v，則由動(dòng)能定理可得mghmgcosmv20所以v代入數(shù)據(jù)解得v6.0 m/s。(2)設(shè)物塊運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)A時(shí)的速度為vA，在A點(diǎn)受到圓軌道的壓力為N。物塊沿圓軌道上滑從B到A的過(guò)程中由動(dòng)能定理得mg2rmvmv2物塊運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)A時(shí)，由牛頓第二定律得Nmgm由以上兩式代入數(shù)據(jù)解得N20 N由牛頓第三定律可知，物塊運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)A時(shí)，對(duì)圓軌道的壓力大小NAN20 N。答案：(1)6.0 m/s(2)20 N