功的計算與動能定理、功能關(guān)系經(jīng)典題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上3.足球運動員用力踢質(zhì)量為0.3 kg的靜止足球，使足球以10 m/s的速度飛出，假定腳踢足球時對足球的平均作用力為400 N，球在水平面上運動了20 m后停止，那么人對足球做的功為(選C )A.8 000 JB.4 000 JC.15 JD.無法確定4.某人用手將一質(zhì)量為1 kg的物體由靜止向上提升1 m，這時物體的速度為2 m/s，則下列說法中錯誤的是(g取10 m/s2)( 選B )A.手對物體做功12 JB.合外力對物體做功12 JC.合外力對物體做功2 JD.物體克服重力做功10 J9、距沙坑高7m處，以v010m/s的初速度豎直向上拋出一個重力為5N的物體

2、，物體落到沙坑并陷入沙坑0.4m深處停下不計空氣阻力，g10m/s2.求：(1)物體上升到最高點時離拋出點的高度；(2)物體在沙坑中受到的平均阻力大小是多少？四、動能定理分析連結(jié)體問題4、如圖所示,mA=4kg,mB=1kg,A與桌面間的動摩擦因數(shù)=0.2,B與地面間的距離s=0.8m,A、B間繩子足夠長，A、B原來靜止，求：（1）B落到地面時的速度為多大；（2）B落地后,A在桌面上能繼續(xù)滑行多遠(yuǎn)才能靜止下來。（g取10m/s2）1關(guān)于功的判斷，下列說法正確的是()A功的大小只由力和位移決定B力和位移都是矢量，所以功也是矢量C因為功有正功和負(fù)功，所以功是矢量D因為功只有大小而沒有方向，所以功是

3、標(biāo)量解析：選D.由功的公式WFxcos可知做功的多少不僅與力和位移有關(guān)，同時還與F和x正方向之間的夾角有關(guān)，故A錯；功是標(biāo)量沒有方向，但有正負(fù)，正、負(fù)不表示大小，也不表示方向，只表示是動力做功還是阻力做功，故B、C錯誤，D項正確2人以20 N的水平恒力推著小車在粗糙的水平面上前進(jìn)了5.0 m，人放手后，小車還前進(jìn)了2.0 m才停下來，則小車在運動過程中，人的推力所做的功為()A100 J B140 JC60 J D無法確定解析：選A.人的推力作用在小車上的過程中，小車發(fā)生的位移是5.0 m，故該力做功為WFxcos20×5.0×cos0° J100 J.4如圖41

4、17所示，B物體在拉力F的作用下向左運動，在運動的過程中，A、B之間有相互的力，則對各力做功的情況，下列說法中正確的是(地面光滑，A、B物體粗糙)()AA、B都克服摩擦力做功BA、B間彈力對A、B都不做功C摩擦力對B做負(fù)功，對A不做功D彈力對A不做功，對B做正功解析：選BC.判斷AB間是否有摩擦力時是看AB間有無相對滑動(或運動趨勢)，計算功的大小時涉及到的位移，都是相對地面的位移A、B間相互作用力為f1與f2、NAB與NBA，如圖所示A沒有位移，f2、NBA對A不做功，B有位移，f1做負(fù)功，NAB與位移成90°，不做功，B、C對，A、D錯如圖4119所示，滑雪者由靜止開始沿斜坡從A

5、點自由下滑，然后在水平面上前進(jìn)至B點后停止已知斜坡、水平面與滑雪板之間的動摩擦因數(shù)皆為，滑雪者(包括滑雪板)的質(zhì)量為m，A、B兩點間的水平距離為L.在滑雪者運動的過程中，克服摩擦力做的功()A大于mgL B小于mgLC等于mgL D以上三種情況都有可能解析：選C.滑雪者運動過程中摩擦力做功為Wfmgcos·lAOmg·lOBmg(lAOcoslOB)mgL.故此過程中，滑雪者克服摩擦力做的功為mgL，C正確2-2-1110. 如圖2-2-11所示，用50 N的力拉一個質(zhì)量為10kg的物體在水平地面上前進(jìn)，若物體前進(jìn)了10m，拉力F做的功W1=_J，重力G做的功W2=_J.如

6、果物體與水平面間動摩擦因數(shù)=0.1，物體克服阻力做功W3=_J.12如圖4124所示，一個質(zhì)量為m2 kg的物體受到與水平面成37°角的斜向下方的推力F10 N的作用，在水平地面上移動了距離x12 m后撤去推力，此物體又滑行了x21.6 m的距離后停止運動，動摩擦因數(shù)為0.2(g取10 m/s2)求：(1)推力F對物體做的功；(2)全過程中摩擦力對物體所做的功解析：(1)推力做功由WFxcos得WFFx1cos37°10×2×0.8 J16 J.(2)受力分析可知豎直方向N1mgFsin37°26 N，所以摩擦力做功Wf1N1x1cos180&

7、#176;0.2×26×2×(1)J10.4 J，撤去外力后N2mg20 N.Wf2N2x2cos180°0.2×20×1.6×(1)J6.4 J，故WfWf1Wf216.8 J.答案：(1)16 J(2)16.8 J10質(zhì)量為2 kg的物體置于水平面上，在運動方向上受到水平拉力F的作用，沿水平方向做勻變速直線運動，2 s后撤去F，其運動的速度圖像如圖4120所示，g取10 m/s2，則下列說法中正確的是()A拉力F對物體做功150 JB拉力F對物體做功500 J圖4120C物體克服摩擦力做功100 JD物體克服摩擦力做功1

8、75 J解析設(shè)摩擦力大小為f，在02 s內(nèi)，a12.5 m/s2，F(xiàn)fma1，位移x1 m15 m，在26 s內(nèi)，a22.5 m/s2，x2 m20 m，只受摩擦力f作用，故fma25 N，代入上式得F10 N，則拉力F做功為WFF·x1150 J，摩擦力做功Wff(x1x2)5×(1520) J175 J，即物體克服摩擦力做功175 J.答案AD5.長為L的輕桿可繞O在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動，質(zhì)量為M的小球A固定于桿端點，質(zhì)量為m的小球B固定于桿中點，且M2m，開始桿處于水平，由靜止釋放，當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時()A由于M>m，A球?qū)p桿做正功BA球在最低點速度為 圖4C

9、OB桿的拉力等于BA桿的拉力DB球?qū)p桿做功mgL解析：選D由機(jī)械能守恒得：MgLmgMvmv，又vA2vB，解得：vA2，vB，B錯誤；由FOBmgFBAm，解得；FOBFBAmg，故C錯誤；由EA機(jī)MvMgLMgL，故桿對A球做正功，A錯誤；EB機(jī)mvmgmgL，故B球?qū)p桿做功為 mgL，D正確。3如圖所示，質(zhì)量相同的物體分別自斜面AC和BC的頂端由靜止開始下滑，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)都相同，物體滑到斜面底部C點時的動能分別為Ek1和Ek2，下滑過程中克服摩擦力所做的功分別為W1和W2，則()AEk1Ek2W1W2 BEk1Ek2W1W2CEk1Ek2W1W2 DEk1Ek2W1W2解

10、析：設(shè)斜面的傾角為，斜面的底邊長為L，則下滑過程中克服摩擦力做的功為Wmgcos·L/cosmgL，所以兩種情況下克服摩擦力做的功相等又由于B的高度比A低，所以由動能定理可知Ek1Ek2，故選B.答案：B4一輛汽車以v16 m/s的速度沿水平路面行駛時，急剎車后能滑行l(wèi)13.6 m，如果以v28 m/s的速度行駛，在同樣路面上急剎車后滑行的距離l2應(yīng)為()A6.4 mB5.6 m C7.2 mD10.8 m5在足球比賽中，球剛踢出時的速度為v0，并從球門右上角擦著橫梁進(jìn)入球門，如圖所示球門的高度為h，足球飛入球門的速度為v，足球的質(zhì)量為m，足球可看成質(zhì)點則球員將足球踢出時對足球做的功

11、為(不計空氣阻力)()Amghmv2 Bmghmv2C.mvmghmv2 D.mv6.如圖所示，用同種材料制成的一個軌道，AB段為圓弧，半徑為R，水平放置的BC段長度為R.一小物塊質(zhì)量為m，與軌道間動摩擦因數(shù)為，當(dāng)它從軌道頂端A由靜止下滑時，恰好運動到C點靜止，那么物塊在AB段克服摩擦力做的功為()AmgR BmgR(1)CmgR/2 DmgR/2解析：設(shè)在AB段物塊克服摩擦力做的功為W，則對物塊從A到C全過程應(yīng)用動能定理得mgRWmgR0，整理得WmgR(1)，B正確答案：B7.(2012·蕪湖高一檢測)2008年北京奧運會上，蕪湖籍跳水運動員周呂鑫獲得10米跳臺的銀牌，為蕪湖人民

12、爭了光假設(shè)在某次比賽中他從10 m高處的跳臺跳下，設(shè)水的平均阻力約為其體重的3倍，在粗略估算中，把運動員當(dāng)做質(zhì)點處理，為了保證運動員的人身安全，池水深度至少為(不計空氣阻力)()A5 mB3 mC7 mD1 m解析：設(shè)水的深度為h，由動能定理mg× (10h)3mgh0，h5 m，A對答案：A9一列車的質(zhì)量為5.0×105 kg，在平直的軌道上以額定功率3 000 kW加速行駛，當(dāng)速度由10 m/s加速到所能達(dá)到的最大速度30 m/s時，共用了2 min，則在這段時間內(nèi)列車前進(jìn)的距離是多少？解析：列車速度最大時做勻速運動，則有F阻F牽 N1×105 N對列車速度由

13、10 m/s至30 m/s的過程用動能定理得：PtF阻·xmvmv代入數(shù)據(jù)解得x1 600 m答案：1 600 m 9如圖所示，用細(xì)圓管組成的光滑軌道AB部分平直，BC部分是處于豎直平面內(nèi)半徑為R的半圓，圓管截面半徑rR.有一質(zhì)量為m，半徑比r略小的光滑小球以水平初速度v0射入圓管，問：(1)若要小球能從C端出來，初速度v0需多大？(2)在小球從C端出來的瞬間，管壁對小球的壓力為mg，那么小球的初速度v0應(yīng)為多少？解析：(1)要使小球能運動到C處，且從C端出來，必須滿足mvmg·2R，即：v02(2)以AB所在平面為零勢面，則小球到達(dá)C處時的重力勢能為2mgR，從B到C列機(jī)

14、械能守恒方程：mv2mgRmv小球在C處受重力mg和細(xì)管豎直方向的作用力FN，根據(jù)牛頓第二定律，得：mgFN由解得FN5mg討論式，即得解：a當(dāng)小球受到向下的壓力時，F(xiàn)Nmg，v0b當(dāng)小球受到向上的壓力時，F(xiàn)Nmg，v0答案：見解析8如圖所示，在一長為2l的不可伸長的輕桿的兩端，各固定一質(zhì)量為2m與m的A、B兩小球，系統(tǒng)可繞過桿的中點O且垂直紙面的固定轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動初始時輕桿處于水平狀態(tài)，無初速度釋放后，輕桿轉(zhuǎn)動當(dāng)輕桿轉(zhuǎn)至豎直位置時，小球A的速率多大？解析：選A、B兩小球與地球為一系統(tǒng)，在運動過程中沒有機(jī)械能與其他形式能的轉(zhuǎn)化，故系統(tǒng)的機(jī)械能守恒選初始位置為參考平面，由機(jī)械能守恒得：02mglmgl

15、×2mvmv.因兩球角速度相等，則vAl，vBl，聯(lián)立式，解得vA.答案： 6(2012·遼寧大連高一檢測)如圖是為了檢驗?zāi)撤N防護(hù)罩承受沖擊能力的裝置的一部分，M為半徑為R1.0 m、固定于豎直平面內(nèi)的四分之一光滑圓弧軌道，軌道上端切線水平，M的下端相切處放置豎直向上的彈簧槍，可發(fā)射速度不同的質(zhì)量m0.01 kg的小鋼珠假設(shè)某次發(fā)射的鋼珠沿軌道內(nèi)側(cè)恰好能經(jīng)過M的上端點水平飛出，取g10 m/s2，彈簧槍的長度不計，則發(fā)射該鋼珠前，彈簧的彈性勢能為()A0.10 JB0.15 JC0.20 JD0.25 J解析：小鋼珠恰好經(jīng)過M的上端點有mgm，所以v m/s.根據(jù)機(jī)械能守恒

16、定律得EpmgRmv20.15 J.答案：B1如圖所示，細(xì)繩跨過定滑輪懸掛兩物體M和m，且Mm，不計摩擦，系統(tǒng)由靜止開始運動過程中()AM、m各自的機(jī)械能分別守恒BM減少的機(jī)械能等于m增加的機(jī)械能CM減少的重力勢能等于m增加的重力勢能DM和m組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒解析：M下落過程中，繩的拉力對M做負(fù)功，M的機(jī)械能減少；m上升過程，繩的拉力對m做正功，m的機(jī)械能增加，A錯誤；對M、m組成的系統(tǒng)，機(jī)械能守恒，易得B、D正確；M減少的重力勢能并沒有全部用于m重力勢能的增加，還有一部分轉(zhuǎn)變成M、m的動能，所以D錯誤答案：BD15.(滾動交匯考查)(10分)為了研究過山車的原理，物理小組提出了下列設(shè)想：取

17、一個與水平方向夾角為37°、長為L=2.0 m的粗糙的傾斜軌道AB，通過水平軌道BC與豎直圓軌道相連，出口為水平軌道DE，整個軌道除AB段以外都是光滑的.其中AB與BC軌道以微小圓弧相接,如圖所示.一個小物塊以初速度v0=4.0 m/s,從某一高處水平拋出,到A點時速度方向恰沿AB方向,并沿傾斜軌道滑下.已知小物塊與傾斜軌道的動摩擦因數(shù)=0.5(g取10 m/s2,sin37°=0.60, cos37°=0.80)求:(1)小物塊的拋出點和A點的高度差;(2)為了讓小物塊不離開軌道,并且能夠滑回傾斜軌道AB,則豎直圓軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件.(3)要使小物塊不離

18、開軌道,并從水平軌道DE滑出,求豎直圓軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件.15.【解析】(1)設(shè)從拋出點到A點的高度差為h,到A點時豎直方向的速度為vy,則有:h=gt2 (1分)tan37°= (1分)聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)解得h=0.45 m (1分)(2)小物塊到達(dá)A點時的速度:vA= =5 m/s (1分)從A到B,由動能定理:mgLsin37°-mgLcos37°=mv B 2-mvA2 (1分)要使小物塊不離開軌道并且能夠滑回傾斜軌道AB,則小物塊沿圓軌道上升的最大高度不能超過圓心,即:mvB2mgR (1分)所以R1.65 m(1分)(3)小物塊從B到豎直圓軌道最高點,由機(jī)械能守恒:mvB2=m