动能定理和机械能守恒定律练习(含答案)

第1页动能定理和机械能守恒定律的应用练习1.在离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块，抛出时的速度为v0，落到地面时速度为v，用g表示重力加速度，则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于（）A.202mv21mv21mghB.mghmv21mv21202C.220mv21mv21mghD.202mv21mv21mgh2.如图所示，固定斜面倾角为，整个斜面分为AB、BC两段，AB=2BC。小物块P（可视为质点）与AB、BC两段斜面间的动摩擦因数分别为1、2。已知P由静止开始从A点释放，恰好能滑到C点而停下，那么、1、2间应满足的关系是（）A.32tan21B.32tan21C.212tanD.122tan3.被竖直上抛的物体的初速度与回到抛出点时速度大小之比为k，而空气阻力在运动过程中大小不变，则重力与空气阻力的大小之比为（）A.)1/()1(22kkB.)1/()1(kkC.1/kD.k/14.如图所示，一轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点的过程中（）A.重物的重力势能减少B.重物的重力势能增大C.重物的机械能不变D.重物的机械能减少5.小明和小强在操场上一起踢足球，足球质量为m.如图所示，小明将足球以速度v从地面上的A点踢起，当足球到达离地面高度为h的B点位置时，取B处为零势能参考面，不计空气阻力．则下列说法中正确的是（）A.小明对足球做的功等于12mv2＋mghB.小明对足球做的功等于mghC.足球在A点处的机械能为12mv2D.足球在B点处的动能为12mv2－mgh6.如图所示，质量m=2kg的物体，从光滑斜面的顶端A点以v0=5m/s的初速度滑下，在D点与弹簧接触并将弹第2页簧压缩到B点时的速度为零，已知从A到B的竖直高度h=5m，求弹簧的弹力对物体所做的功。7.如图一根铁链长为L，放在光滑的水平桌面上，一端下垂，长度为a，若将链条由静止释放，则链条刚好离开桌子边缘时的速度是多少？8.如图所示，物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面（设经过B点前后速度大小不变），最后停在C点。每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。（重力加速度g=10m／s2）)s(t00.20.4…1.21.4…)s/m(v01.02.0…1.10.7…求：（1）斜面的倾角；（2）物体与水平面之间的动摩擦因数；（3）t=0.6s时的瞬时速度v的大小。9.某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道，其中“2008”四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，固定在竖直平面内（所有数字均由圆或半圆组成，圆半径比细管的内径大得多），底端与水平地面相切．弹射装置将一个小物体（可视为质点）以va=5m／s的水平初速度由a点弹出，从b点进入轨道，依次经过“8002”后从p点水平抛出。小物体与地面ab段间的动摩擦因数μ=0.3，不计其他机械能损失．已知ab段长L=1.5m，数字“0”的半径R=0.2m，物体质量m=0.01kg,g=10m/s2。求：（1）小物体从p点抛出后的水平射程。（2）小物体经过数字“0”的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向。第3页动能定理和机械能守恒定律的应用练习参考答案1.C解析：克服阻力做功等于物块机械能的减少，抛出时的机械能为201mv21mghE，落地时的机械能为22mv21E，机械能减少22021mv21mv21mghEE。故选项C是正确的。2.A解析：设斜面的长度是l，对小物块全过程用动能定理：03lcosmg3l2cosmgsinmgl21，解得32tan21，故选A。3.A解析：设空气阻力为F，物体质量为m，初速度为kv，回到抛出点时的速度为v，上升的最大高度为h，对上升过程由动能定理得h)Fmg()kv(m212①对下降过程由动能定理得h)Fmg(mv212②联立①②解得重力mg、空气阻力F大小之比为)1k/()1k(22。4.AD解析：重物从A点释放后，在从A点向B点运动的过程中，重物的重力势能逐渐减小，动能逐渐增加，弹簧逐渐被拉长，弹性势能逐渐增大，所以，重物减小的重力势能一部分转化为重物的动能，另一部分转化为弹簧的弹性势能。对重物和弹簧构成的系统，机械能守恒，但对重物来说，其机械能减小。选项A、D正确。5D小明对足球做功W，由动能定理得W＝12mv2－0＝12mv2；足球由A点到B点的过程中，有－mgh＝12mv2B－12mv2，可知足球在B点处的动能为12mv2－mgh；当取B处为零势能参考面时，足球的机械能表达式为E＝12mv2B＝12mv2－mgh，在A点的机械能也是这个值．综上，选D。6.答案：－125J解析：由于斜面光滑故机械能守恒，但弹簧的弹力是变力，弹力对物体做负功，弹簧的弹性势能增加，且弹力做的功的数值与弹性势能的增加量相等。取B所在水平面为零势能参考面，弹簧原长处的D点为弹性势能的零参考点，则状态A：EA=mgh+mv02/2对状态B：EB=－W弹簧+0由机械能守恒定律得：W弹簧=－（mgh+mv02/2）=－125（J）7.LaLg)(22解析：以水平桌面为零势能面2mv21)2Lmg(2amgLa222mv21mgL2aLvLaLg)(228.解析及答案：（1）由前三列数据可知：物体在斜面上匀加速下滑时的加速度30,masinmg,s/m5tva121可得。（2）由后两列数据可知：第4页物体在水平面上匀减速滑行时的加速度大小为：222mamg,s/m2tva，可得2.0。（3）设物体在斜面上下滑的时间为Bt，B点的速度为Bv则在斜面上bB1tva，在水平面上BB2t2.1v1.1a代入数据得s/m5.2v,s5.0tBBs6.0t时物体在水平面上，其速度为s/m3.2tavv2B9.解析及答案：（1）设小物体运动到p点时的速度大小为v，对小物体由a运动到p过程应用动能定理得-μmgL-2Rmg=12mv2-12mva2，小物体自p点做平抛运动，设运动时间为t，水平射程为x，则2R=12gt2，x=vt．联立以上各式，代入数据解得x=0.8m．（2）设在数字“0”的最高点时管道对小物体的作用力大小为F，取竖直向下为正方向，则F+mg=2mvR代入数据解得F=0.3N，方向竖直向下．