高中物理必修二《动能定理》典型物理模型题经典整理推荐.docx
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高中物理必修二《动能定理》典型物理模型题经典整理推荐
高中物理必修二《动能、动能定理》典型题
1、一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提高1m,这时物体的
速度是2m/s,求:
⑴物体克服重力做功.(v
(2)合外力对物体做功.”
(3)手对物体做功.nh
_aJjl]
mg
2、一个人站在距地面高h=15m处,将一个质量为m=100g的石块以V0=10m/s的速度斜向上抛出.
⑴若不计空气阻力,求石块落地时的速度V.
(2)若石块落地时速度的大小为vt=19m/s,求石块克服空气阻力做的功W.
3、
(1)运动员踢球的平均作用力为200N,把一个静止的质量为1kg的球以10m/s的速度踢出,在水平面上运动60m后停下.求运动员对球做的功?
3、
(2)如果运动员踢球时球以10m/s迎面飞来,踢出速度仍为10m/s,则运动员对球做功为多少?
AB
NFmg
4、在距离地面高为H处,将质量为m的小钢球以初速度V0竖直下
抛,落地后,小钢球陷入泥土中的深度为h求:
(1)求钢球落地时的速度大小v.
(2)泥土对小钢球的阻力是恒力还是变力?
(3)求泥土阻力对小钢球所做的功.
(4)求泥土对小钢球的平均阻力大小.
5、在水平的冰面上,以大小为F=20N的水平推力,推着质量m=60kg
的冰车,由静止开始运动.冰车受到的摩擦力是它对冰面压力的0.
01倍,当冰车前进了si=30m后,撤去推力F,冰车又前进了一段距离
后停止.取g=10m/s2.求:
(1)撤去推力F时的速度大小.
⑵冰车运动的总路程s.
6、如图所示,光滑1/4圆弧半径为0.8m,有一质量为1.0kg的物体自A点从静止开始下滑到B点,然后沿水平面前进4m,到达C点停止.求:
(1)在物体沿水平运动中摩擦力做的功
(2)物体与水平面间的动摩擦因数.
7、粗糙的1/4圆弧的半径为0.45m,有一质量为0.2kg的物体自最
高点A从静止开始下滑到圆弧最低点B时,然后沿水平面前进0.4m到达C点停止.设物体与轨道间的动摩擦因数为0.5(g=10m/s2),求:
(1)物体到达B点时的速度大小.
(2)物体在圆弧轨道上克服摩擦力所
做的功.
9、质量为m的物体从高为h的斜面顶端自静止开始滑下,最后停在平面上的B点.若该物体从斜面的顶端以初速度V0沿斜面滑下,则停在平面上的C点.已知AB=BC,求物体在斜面上克服摩擦力做
的功.
s
10、汽车质量为m=2X103kg,沿平直的路面以恒定功率20kW由静止出发,经过60s,汽车达到最大速度20m/s.设汽车受到的阻力恒定.求:
mgmg
(1)阻力的大小.
(2)这一过程牵引力所做的功
(3)这一过程汽车行驶的距离
11.AB是竖直平面内的四分之一圆弧轨道,在下端B与水平直轨道
相切,如图所示。
一小球自A点起由静止开始沿轨道下滑。
已知圆轨道半径为R,小球的质量为m,不计各处摩擦。
求
(1)小球运动到B点时的动能;
(2)小球经过圆弧轨道的B点和水平轨道的C点时,所受轨道支持力Nb、Nc各是多大?
(3)小球下滑到距水平轨道的高度为3R时速度的大小和方向;
12.固定的轨道ABC如图所示,其中水平轨道AB与半径为R/4的光滑圆弧轨道BC相连接,AB与圆弧相切于B点。
质量为m的小物块静止在水一平轨道上的P点,它与水平轨道间的动摩擦因数为
底0.25,PB=2R。
用大小等于2mg的水平恒力推动小物块,当小物块运动到B点时,立即撤去推力(小物块可视为质点)
H;
(1)求小物块沿圆弧轨道上升后,可能达到的最大高度
O
R
(2)如果水平轨道AB足够长,试确定小物块最终停在何处?
p
ri
A
13.如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段斜的直轨道与
之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R。
一质量为m的
小物块(视为质点)从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动。
(g为重力加速度)
(1)要使物块能恰好通过圆轨道最高点,求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h多大;
(2)要求物块能通过圆轨道最高点,且在最高点与轨道间的压力不
h的取值
能超过5mg。
求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度范围。
15.下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的两个圆形轨道组成,B、C分别是两个圆形轨道的最低点,半径Ri=2.0m、R2=1.4m。
一个质量为m=1.0kg的质点小球,从轨道的左侧A点以V0=12.0m/s的初速度沿轨道向右运动,A、B间距Li=6.0m。
小球与水平轨道间的动摩擦因数底0.2。
两个圆形轨道是光滑的,重力加速度g=10m/s2o(计算结果小数点后保留一位数字)试求:
(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大
(2)如果小球恰能通过第二个圆形轨道,B、C间距L2是多少;
L2—--I
参考答案:
1、一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提高
速度是2m/s,求:
(1)物体克服重力做功.
(2)合外力对物体做功.
(3)手对物体做功.
解:
(1)m由A到B:
WGmgh10J
克服重力做功W克gWG10J
12
⑵m由A到B,根据动能定理:
W2mv0
1m,这时物体的
B
m
A|■
丁「mg
2J
⑶m由A到B:
WWGWfWf12J
2、一个人站在距地面高h=15m处,将一个mvy~^质量为
m=100g的石块以vo=10m/s的速度斜向上AXhb
mgJ\\v
抛出.0、
⑴若不计空气阻力,求石块落地时的速度v.
(2)若石块落地时速度的大小为vt=19m/s,求石块克服空气阻力做的
功W.
解:
⑴m由A到B:
根据动能定理:
mgh1mv2—mv2v20m/s22
⑵m由A到B,根据动能定理:
1212
mghW-mvt一mv0W1.95J
22
3、
(1)运动员踢球的平均作用力为200N,把一个静止的质量为1kg的球以10m/s的速度踢出,在水平面上运动60m后停下.求运动员对球做的功?
(2)如果运动员踢球时球以10m/s迎面飞来,踢出速度仍为10m/s,
O
m
则运动员对球做功为多少?
解:
⑴球由O至UA,根据动能定理:
12
Wmvo050J2
(2)球在运动员踢球的过程中,根据动能定理:
2212
W-mv—mv0
32
4、在距离地面高为H处,将质量为m的小钢球以初速度vo竖直下
抛,落地后,小钢球陷入泥土中的深度为h求:
(1)求钢球落地时的速度大小v.
(2)泥土对小钢球的阻力是恒力还是变力?
(3)求泥土阻力对小钢球所做的功.
(4)求泥土对小钢球的平均阻力大小.
解:
(1)m由A到B:
根据动能定理:
1〜2122
mgH2mv2mv0v\2gHv2
⑵变力.
12
⑶(3)m由B到C,根据动能7E理:
mghW02mv
mgHh
⑶m由B到C:
Wfhcos180o
2
mv02mgHh
2h
5、在水平的冰面上,以大小为F=20N的水平推力,推着质量m=60kg的冰车,由静止开始运动.已知冰车受到的摩擦力是它对冰面压力的
0.01倍,当冰车前进了si=30m后,撤去推力F,冰车又前进了一段
根据动能定理:
距离后停止.取g=10m/s2.求:
(1)撤去推力F时的速度大小.
⑵冰车运动的总路程s.
解:
(1)m由1状态到2状态:
oo12
Fs1cos0mg§cos180-mv0
v14m/s3.74m/s
(2)m由1状态到3状态:
根据动能定理:
Fs1cos0omgscos180o00
s100m
6、如图所示,光滑1/4圆弧半径为0.8m,有一质量为1.0kg的物体自A点从静止开始下滑到B点,然后沿水平面前进4m,到达C点
mgRWf00
停止.求:
(1)在物体沿水平运动中摩擦力做的功
(2)物体与水平面间的动摩擦因数.
解:
(1)m由A到C:
根据动能定理:
WfmgR
8J
⑵m由B至AC:
W
mgxcos180o
0.2
7、粗糙的1/4圆弧的半径为0.45m,有一质量为0.2kg的物体自最
高点A从静止开始下滑到圆弧最低点B时,然后沿水平面前进0.4m
到达C点停止.设物体与轨道间的动摩
(g=10m/s2),求:
⑴物体到达B点时的速度大小.
(2)物体在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功
解:
(1)m由B到C:
根据动能定理:
mglcos180o0-mvB
2
vB2m/s
⑵^A到B:
根据动能定理:
mg…2mvB0
Wf0.5J
克服摩擦力做功W克fWf0.5J
8、质量为m的物体从高为h的斜面上由静止开始下滑,经过一段水
平距离后停止,测得始点与终点的水平距离为s,物体跟斜面和水平
面间的动摩擦因数相同,求:
摩擦因数
解:
设斜面长为l,斜面倾角为,物体在斜面上运动的水平位移为s,
在水平面上运动的位移为S2,如图所示.m由A到B:
根据动能定理:
mghmgcoslcos180omgs2cos180o00
又Qlcos
Si、sSis2
则:
hs0即:
s
9、质量为m的物体从高为h的斜面顶端自静止开始滑下,最后停在平面上的B点.若该物体从斜面的顶端以初速度V0沿斜面滑下,则停在平面上的C点.已知AB=BC,求物体在斜面上克服摩擦力做
C
的功.
解:
设斜面长为l,AB和BC之间的距离均为s,物体在斜面上摩擦
力做功为Wf,
m由O到B:
根据动能定理:
mghWff2scos180o00
m由O到C:
根据动能定理:
mghWff22scos180o
2mv2
12
Wf-mv^mgh
克服摩擦力做功W克f
Wfmgh
一mv02
10、汽车质量为m=2X103kg,沿平直的路面以恒定功率20kW由静止出发,经过60s,汽车达到最大速度20m/s.设汽车受到的阻力恒定.求:
(1)阻力的大小.
f
(2)这一过程牵引力所做的功.
(3)这一过程汽车行驶的距离.
解:
(1)汽车速度V达最大Vm时,有Ff,故:
PFVmfVmf1000N
(2)汽车由静止到达最大速度的过程中:
WFPt1.2106J
(2)汽车由静止到达最大速度的过程中,由动能定理:
一c12
800m
叫flcos180-mvm0
⑵m:
在圆弧B点:
•••牛二律Nb
2
mgm—R
将①代入,解得NB=3mg
在C点:
Nc=mg
(3)m:
A-D:
:
动能定理
-mgR-mvD022
11.AB是竖直平面内的四分之一圆弧轨道,在下端B与水平直轨道
相切,如图所示。
一小球自A点起由静止开始沿轨道下滑。
已知圆轨道半径为R,小球的质量为m,不计各处摩擦。
求
(1)小球运动到B点时的动能;
(2)小球经过圆弧轨道的B点和水平轨道的C点时,所受轨道支持力Nb、Nc各是多大?
(3)小球下滑到距水平轨道的高度为-2R时速度的大小和方向;
解:
(1
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