人教版高中物理必修第2册课后习题 第八章 习题课 动能定理的应用.docVIP

第PAGE6页共NUMPAGES8页

第八章机械能守恒定律

习题课:动能定理的应用

课后篇巩固提升

合格考达标练

1.

如图所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一小球向右滑行,并冲上固定在地面上的斜面。设小球在斜面最低点A的速度为v,压缩弹簧至C点时弹簧最短,C点距地面高度为h,则从A到C的过程中弹簧弹力做功是()

A.mgh-12mv2 B.12mv

C.-mgh D.-mgh+

答案A

解析由A到C的过程运用动能定理可得,

-mgh+W=0-12mv2

所以W=mgh-12mv2

2.(湖南湘潭一中月考)如图甲所示,质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止下滑,最后停在水平面上,若该物体以v0的初速度从顶端下滑,最后仍停在水平面上。图乙为物体两次在水平面上运动的v-t图像,则物体在斜面上运动过程中克服摩擦力所做的功为()

A.12mv

C.16mv

答案D

解析若物体由静止开始从顶端下滑,由动能定理得mgh-Wf=12mv12,若该物体以v0的初速度从顶端下滑,由动能定理得mgh-Wf=12mv2

3.(山东卷)

如图所示,粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆,一端可绕竖直光滑轴O转动,另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度v0出发,恰好能完成一个完整的圆周运动。在运动过程中,木块所受摩擦力的大小为()

A.mv0

C.mv0

答案B

解析在小木块运动一周的过程中,由动能定理得-Ff·2πL=0-12mv02

4.

如图所示,质量为m的物体与水平转台间的动摩擦因数为μ,物体与转轴相距R,物体随转台由静止开始转动。当转速增至某一值时,物体即将在转台上滑动,此时转台开始匀速转动。设物体的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,则在这一过程中摩擦力对物体做的功是()

A.0 B.2μmgR

C.2πμmgR D.μmgR

答案D

解析物体即将在转台上滑动但还未滑动时,转台对物体的最大静摩擦力恰好提供向心力,设此时物体做圆周运动的线速度为v,则有μmg=mv2R。在物体由静止到获得速度v的过程中,物体受到的重力和支持力不做功,只有摩擦力对物体做功,由动能定理得W=12mv

5.

如图所示,假设在某次比赛中运动员从10m高处的跳台无初速度跳下,设水的平均阻力为其重力的3倍,在粗略估算中,把运动员当作质点处理,为了保证运动员的人身安全,池水深度至少为(不计空气阻力)()

A.5m B.3m C.7m D.1m

答案A

解析设水深h,对全程运用动能定理得mg(h0+h)-Ffh=0,Ff=3mg,即mg(h0+h)=3mgh,所以h=5m,选项A正确。

6.如图所示,一个小球质量为m,静止在光滑的轨道上。现以水平力击打小球,使小球能够通过半径为R的竖直光滑轨道的最高点C,则水平力对小球所做的功至少为 ()

A.mgR B.2mgR

C.2.5mgR D.3mgR

答案C

解析恰好通过竖直光滑轨道的最高点C时,在C点有mg=mv2R,对小球,由动能定理W-2mgR=1

7.(山东枣庄检测)

如图所示,两个对称的与水平面成60°角的粗糙斜轨与一个半径R=2m、张角为120°的光滑圆弧轨道平滑相连。一个小物块在h=3m高处从静止开始沿斜面向下运动。物块与斜轨接触面间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2。

(1)请你分析一下物块将怎样运动。

(2)计算物块在斜轨上通过的总路程。

答案(1)见解析(2)20m

解析(1)物块最后在圆弧左右两端点间来回运动,且在端点的速度为0;

(2)物块由释放到最后运动到圆弧的左端点或右端点过程,根据动能定理有mg[h-R(1-cos60°)]-μmgcos60°·s=0

代入数据解得物块在斜轨上通过的总路程s=20m。

8.

如图所示,竖直平面内的34

(1)释放点距A点的竖直高度。

(2)落点C与A点的水平距离。

答案(1)3R(2)(22-1)R

解析(1)设小球到达B点的速度为v1,因为到达B点时管壁对小球的弹力大小是小球重力大小的9倍,所以有9mg-mg=mv

从最高点到B点的过程中,由动能定理得mg(h+R)=12

由①②得h=3R。 ③

(2)设小球到达圆弧最高点的速度为v2,落点C与A点的水平距离为gR=12

由平抛运动的规律得R=12gt2

R+x=v2t ⑥

联立④⑤⑥解得x=(22-1)R。

等级考提升练

9.

如图所示,AB为14

A.12μmgR B.1

C.-mgR D.(1-μ)mgR

答案D

解析物体从A运动到B所受的弹力要发生变化,摩擦力大小也要随之变化,所以克服摩擦力所做的功,不能直接由做功的公式求得。而在BC段克服摩擦力所做的功,可直接求得。对从A到C全过程运用动