动能定理应用专题
一、知识讲解
1、应用动能定理巧解多过程问题。
物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程),此时可以分段考虑,也可以对全过程考虑,如能对整个过程利用动能定理列式则使问题简化。
例1、如图所示,斜面足够长,其倾角为α,质量为m的滑块,距挡板P为S0,以初速度V0沿斜面上滑,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力,若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失,求滑块在斜面上经过的总路程为多少?
2、利用动能定理巧求动摩擦因数
例2、如图所示,小滑块从斜面顶点A由静止滑至水平部分C点而停止。已知斜面高为h,滑块运动的整个水平距离为s,设转角B处无动能损失,斜面和水平部分与小滑块的动摩擦因数相同,求此动摩擦因数。
3、利用动能定理巧求机车脱钩问题
例3、总质量为M的列车,沿水平直线轨道匀速前进,
其末节车厢质量为m,中途脱节,司机发觉时,机车已行驶L的距离,于是立即关闭油门,除去牵引力,如图13所示。设运动的阻力与质量成正比,机车的牵引力是恒定的。当列车的两部分都停止时,它们的距离是多少?
4、巧用Qfs简解摩擦生热问题
两个物体相互摩擦而产生的热量Q(或说系统内能的增加量)等于物体之间滑动摩擦力f
与这两个物体间相对滑动的路程的乘积,即Q=fS相.利用这结论可以简便地解答高考试题中的“摩
擦生热”问题。
例4、如图所示,在一光滑的水平面上有两块相同的木板B和C。重物A(A视质点)位于B的右端,A、B、C的质量相等。现A和B以同一速度滑向静止的C,B与C发生正碰。碰后B和C粘在一起运动,A在C上滑行,A与C有摩擦力。已知A滑到C的右端面未掉下。试问:从B、C发生正碰到A刚移动到C右端期间,C所走过的距离是C板长度的多少倍?
二、练习题
1.质量不等,但有相同动能的两物体,在动摩擦因数相同的水平地面上滑行直到停止,则下列
说法正确的有( )
A.质量大的物体滑行距离大 C.质量大的物体滑行时间长
B.质量小的物体滑行距离大 D.质量小的物体滑行时间长
2.一个木块静止于光滑水平面上,现有一个水平飞来的子弹射入此木块并深入2 cm而相对于
木块静止,同时间内木块被带动前移了1 cm,则子弹损失的动能、木块获得动能以及子弹和木块共同损失的动能三者之比为( )
A.3∶1∶2
B.3∶2∶1
C.2∶1∶3
D.2∶3∶1
3.(2010·江门模拟)起重机将物体由静止举高h时,物体的速度为v,下列各种说法中正确的是(不计空气阻力)( )
A.拉力对物体所做的功,等于物体动能和势能的增量 B.拉力对物体所做的功,等于物体动能的增量 C.拉力对物体所做的功,等于物体势能的增量 D.物体克服重力所做的功,大于物体势能的增量
4.如图所示,一轻弹簧直立于水平地面上,质量为m的小球从距离弹簧上端B点h高处的A点
自由下落,在C点处小球速度达到最大.x0表示B、C两点之间的距离;Ek表示小球在C处的动能.若改变高度h,则下列表示x0随h变化的图象和Ek随h变化的图象中正确的是( )
5.如图所示,在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a点,质量为m的物块(可视为质点)由静止开始下滑,经圆弧最低点b滑上粗糙水平面,圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接,物块最终滑至c点停止.若圆弧轨道半径为R,物块与水平面间的动摩擦因数为μ,下列说法正确的是( )
A.物块滑到b点时的速度为gR B.物块滑到b点时对b点的压力是2mg C.c点与b点的距离为
μ
9.一个半径R为0.6m的光滑半圆细环竖直放置并固定在水平桌面上,O为圆心,A为半圆环左边最低点,C为半圆环最高点。环上套有一个质量为1kg的小球甲,甲可以沿着细环轨道在竖直平面内做圆周运动。在水平桌面上方固定了B、D两个定滑轮,定滑轮的大小不计,与半圆环在同一竖直平面内,它们距离桌面的高度均为h=0.8m,滑轮B恰好在O点的正上方。现通过两个定滑轮用一根不可以伸长的细线将小球甲与一个质量为2kg的物体乙连在一起。一开始,用手托住物体乙,使小球甲处于A点,细线伸直,当乙由静止释放后 (1)甲运动到C点时的速度大小是多少?
(2)甲、乙速度相等时,甲距离水平桌面的高度是多少?
(3)甲、乙速度相等时,它们的速度大小是多少?(结果可以用根式表示
10.如图所示,AB是倾角为θ的粗糙直轨道,BCD是光滑的圆弧轨道,AB恰好在B点与圆弧相切,圆弧的半径为R.一个质量为m的物体(可以看作质点)从直轨道上的P点由静止释放,结果它能在两轨道间做往返运动.已知P点与圆弧的圆心O等高,物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ.求:(1)物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程;
(2)最终当物体通过圆弧轨道最低点E时,对圆弧轨道的压力; (3)为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D,释放点距B点的距离L′应满足什么条件.
R
D.整个过程中物块机械能损失了mgR
6. 如图5-2-15所示,一块长木板B放在光滑的水平面上,在B上放一物体A,现以恒定的外
力拉B,由于A,B间摩擦力的作用,A将在B上滑动,以地面为参考系,A和B都向前移动一段距离,在此过程中( )
A.外力F做的功等于A和B动能的增量 B.B对A的摩擦力所做的功等于A的动能的增量 C.A对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功 D.外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和
7.构建和谐型、节约型社会深得民心,遍布于生活的方方面面.自动充电式电动车就是很好的一例,电动车的前轮装有发电机,发电机与蓄电池连接.当在骑车者用力蹬车或电动自行车自动滑行时,自行车就可以连通发电机向蓄电池充电,将其他形式的能转化成电能储存起来.现有某人骑车以500 J的初动能在粗糙的水
平路面上滑行,第一次关闭自充电装置,让车自由滑行,其动能随位移变化关系如图①所示;第二次启动自充电装置,其动能随位移变化关系如图线②所示,则第二次向蓄电池所充的电能是( )
A.200 J
B.250 J C.300 J
D.500 J
8.如图所示,AB与CD为两个对称斜面,其上部都足够长,下部分分别与一个光滑的圆弧面的两端相切,圆弧圆心角为1200,半径R=2.0m,一个物体在离弧底E高度为h=3.0m处,以初速度V0=4m/s沿斜面运动,若物体与两斜面的动摩擦因数均为μ=0.02,则物体在两斜面上(不包括圆弧部分)一共能走多少路程?(g=10m/s2).
E
动能定理应用专题
一、知识讲解
1、应用动能定理巧解多过程问题。
物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程),此时可以分段考虑,也可以对全过程考虑,如能对整个过程利用动能定理列式则使问题简化。
例1、如图所示,斜面足够长,其倾角为α,质量为m的滑块,距挡板P为S0,以初速度V0沿斜面上滑,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力,若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失,求滑块在斜面上经过的总路程为多少?
2、利用动能定理巧求动摩擦因数
例2、如图所示,小滑块从斜面顶点A由静止滑至水平部分C点而停止。已知斜面高为h,滑块运动的整个水平距离为s,设转角B处无动能损失,斜面和水平部分与小滑块的动摩擦因数相同,求此动摩擦因数。
3、利用动能定理巧求机车脱钩问题
例3、总质量为M的列车,沿水平直线轨道匀速前进,
其末节车厢质量为m,中途脱节,司机发觉时,机车已行驶L的距离,于是立即关闭油门,除去牵引力,如图13所示。设运动的阻力与质量成正比,机车的牵引力是恒定的。当列车的两部分都停止时,它们的距离是多少?
4、巧用Qfs简解摩擦生热问题
两个物体相互摩擦而产生的热量Q(或说系统内能的增加量)等于物体之间滑动摩擦力f
与这两个物体间相对滑动的路程的乘积,即Q=fS相.利用这结论可以简便地解答高考试题中的“摩
擦生热”问题。
例4、如图所示,在一光滑的水平面上有两块相同的木板B和C。重物A(A视质点)位于B的右端,A、B、C的质量相等。现A和B以同一速度滑向静止的C,B与C发生正碰。碰后B和C粘在一起运动,A在C上滑行,A与C有摩擦力。已知A滑到C的右端面未掉下。试问:从B、C发生正碰到A刚移动到C右端期间,C所走过的距离是C板长度的多少倍?
二、练习题
1.质量不等,但有相同动能的两物体,在动摩擦因数相同的水平地面上滑行直到停止,则下列
说法正确的有( )
A.质量大的物体滑行距离大 C.质量大的物体滑行时间长
B.质量小的物体滑行距离大 D.质量小的物体滑行时间长
2.一个木块静止于光滑水平面上,现有一个水平飞来的子弹射入此木块并深入2 cm而相对于
木块静止,同时间内木块被带动前移了1 cm,则子弹损失的动能、木块获得动能以及子弹和木块共同损失的动能三者之比为( )
A.3∶1∶2
B.3∶2∶1
C.2∶1∶3
D.2∶3∶1
3.(2010·江门模拟)起重机将物体由静止举高h时,物体的速度为v,下列各种说法中正确的是(不计空气阻力)( )
A.拉力对物体所做的功,等于物体动能和势能的增量 B.拉力对物体所做的功,等于物体动能的增量 C.拉力对物体所做的功,等于物体势能的增量 D.物体克服重力所做的功,大于物体势能的增量
4.如图所示,一轻弹簧直立于水平地面上,质量为m的小球从距离弹簧上端B点h高处的A点
自由下落,在C点处小球速度达到最大.x0表示B、C两点之间的距离;Ek表示小球在C处的动能.若改变高度h,则下列表示x0随h变化的图象和Ek随h变化的图象中正确的是( )
5.如图所示,在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a点,质量为m的物块(可视为质点)由静止开始下滑,经圆弧最低点b滑上粗糙水平面,圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接,物块最终滑至c点停止.若圆弧轨道半径为R,物块与水平面间的动摩擦因数为μ,下列说法正确的是( )
A.物块滑到b点时的速度为gR B.物块滑到b点时对b点的压力是2mg C.c点与b点的距离为
μ
9.一个半径R为0.6m的光滑半圆细环竖直放置并固定在水平桌面上,O为圆心,A为半圆环左边最低点,C为半圆环最高点。环上套有一个质量为1kg的小球甲,甲可以沿着细环轨道在竖直平面内做圆周运动。在水平桌面上方固定了B、D两个定滑轮,定滑轮的大小不计,与半圆环在同一竖直平面内,它们距离桌面的高度均为h=0.8m,滑轮B恰好在O点的正上方。现通过两个定滑轮用一根不可以伸长的细线将小球甲与一个质量为2kg的物体乙连在一起。一开始,用手托住物体乙,使小球甲处于A点,细线伸直,当乙由静止释放后 (1)甲运动到C点时的速度大小是多少?
(2)甲、乙速度相等时,甲距离水平桌面的高度是多少?
(3)甲、乙速度相等时,它们的速度大小是多少?(结果可以用根式表示
10.如图所示,AB是倾角为θ的粗糙直轨道,BCD是光滑的圆弧轨道,AB恰好在B点与圆弧相切,圆弧的半径为R.一个质量为m的物体(可以看作质点)从直轨道上的P点由静止释放,结果它能在两轨道间做往返运动.已知P点与圆弧的圆心O等高,物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ.求:(1)物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程;
(2)最终当物体通过圆弧轨道最低点E时,对圆弧轨道的压力; (3)为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D,释放点距B点的距离L′应满足什么条件.
R
D.整个过程中物块机械能损失了mgR
6. 如图5-2-15所示,一块长木板B放在光滑的水平面上,在B上放一物体A,现以恒定的外
力拉B,由于A,B间摩擦力的作用,A将在B上滑动,以地面为参考系,A和B都向前移动一段距离,在此过程中( )
A.外力F做的功等于A和B动能的增量 B.B对A的摩擦力所做的功等于A的动能的增量 C.A对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功 D.外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和
7.构建和谐型、节约型社会深得民心,遍布于生活的方方面面.自动充电式电动车就是很好的一例,电动车的前轮装有发电机,发电机与蓄电池连接.当在骑车者用力蹬车或电动自行车自动滑行时,自行车就可以连通发电机向蓄电池充电,将其他形式的能转化成电能储存起来.现有某人骑车以500 J的初动能在粗糙的水
平路面上滑行,第一次关闭自充电装置,让车自由滑行,其动能随位移变化关系如图①所示;第二次启动自充电装置,其动能随位移变化关系如图线②所示,则第二次向蓄电池所充的电能是( )
A.200 J
B.250 J C.300 J
D.500 J
8.如图所示,AB与CD为两个对称斜面,其上部都足够长,下部分分别与一个光滑的圆弧面的两端相切,圆弧圆心角为1200,半径R=2.0m,一个物体在离弧底E高度为h=3.0m处,以初速度V0=4m/s沿斜面运动,若物体与两斜面的动摩擦因数均为μ=0.02,则物体在两斜面上(不包括圆弧部分)一共能走多少路程?(g=10m/s2).
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