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1、 15、质量为、质量为m的质点在半径为的质点在半径为R的半球形容器中从上部边缘由静的半球形容器中从上部边缘由静止下滑,滑到最低点时对容器底部的压力为止下滑,滑到最低点时对容器底部的压力为2 mg,则在下滑的过程中,则在下滑的过程中,物体克服阻力作了多少功?物体克服阻力作了多少功?mgNfO一滑块由静止开始沿半径为R的光滑四分之一圆弧面的顶端A由静止滑下,A与圆心O在同一水平面上,经B点后进入粗糙水平地面,若滑块与地面间的动摩擦因数为,试求:(1)滑块到达B点的速度;(2)滑块在水平地面滑行的距离一个物体以初速度一个物体以初速度v竖直向上抛出,竖直向上抛出,它落回原处时的速度为它落回原处时的速度
2、为v/2,设运动,设运动过程中阻力大小保持不变,则重力与过程中阻力大小保持不变,则重力与阻力之比为多少阻力之比为多少?图772解析:设物体在AB段克服摩擦力所做的功为WAB,物体从A到C的全过程,根据动能定理,有mgRWABmgR0,所以有WABmgRmgR(1)mgR.答案:D反思:本题中摩擦力的大小、方向都在变化,应用功的定义式无法直接求它做的功,在这种情况下,就要考虑利用动能定理 某同学从h5 m高处,以初速度v08 m/s水平抛出一个质量为m0.5 kg的橡皮球,测得橡皮球落地前瞬间速度为12 m/s,求该同学抛球时所做的功和橡皮球在空中运动时克服空气阻力做的功(g取10 m/s2)答
3、案:16 J5 J利用动能定理求物体受力情况 物体质量为10 kg,在平行于斜面的拉力作用下从底端由静止开始沿光滑斜面向上运动,当物体运动到斜面中点时,撤去拉力F,物体恰好能运动到斜面顶端,斜面倾角为30,求拉力F多大(g取10 m/s2)图773答案:100 N反思:用动能定理求解有关问题,选取的过程不同,其简繁程度差异很大,一般情况下,选取整个过程求解比较简单物体从高出地面H处由静止自由落下,不考虑空气阻力,落至地面进入沙坑h距离后停止,如图,求物体在沙坑中受到的平均阻力解:从运动情况看,物体先做自由落体运动,下落H后再做匀减速运动直到停止,但如果应用动能定理,可不必分析各运动过程,对整个
4、运动过程应用动能定理即可求解设物体在沙坑中受到的平均阻力为F,对物体运动的整个过程,由动能定理得mg(Hh)Fh0,所以Fmg(Hh)/h.一列车的质量是一列车的质量是5.0105 kg,在平,在平直的轨道上以额定功率直的轨道上以额定功率3 000 kW加速行加速行驶,当速度由驶,当速度由10 m/s加速到所能达到的加速到所能达到的最大速率最大速率30 m/s时,共用了时,共用了2 min,则,则在这段时间内列车前进的距离是多少?在这段时间内列车前进的距离是多少?(设阻力恒定设阻力恒定)答案:1 600 m水水平平面面上上一一静静止止的的物物体体,在在水水平平恒恒力力F的的作作用用下下前前进L
5、,接接着着撤撤去去力力F,此此后后物物体体又又前前进2L而而停停下下来来若若运运动中中物物体体 所所 受受 摩摩 擦擦 力力 为 F, 则 F/F_.解析:在拉力F作用下的位移为L,做功W1FL;在阻力F作用下的位移为3L,做功大小为W2F3L.据动能定理得FLF3L0,解得F/F31.答案:31一质量为一质量为m的滑块,以速度的滑块,以速度v在光在光滑水平面上向左滑行,从某一时刻滑水平面上向左滑行,从某一时刻起,在滑块上作用一向右的水平力,起,在滑块上作用一向右的水平力,经过一段时间后,滑块的速度变为经过一段时间后,滑块的速度变为2v(方向与原来相反方向与原来相反),在这段时,在这段时间内,
6、水平力所做的功为间内,水平力所做的功为? 质量为m的小球被系在轻绳一端,在竖直平面内做半径为R的圆周运动,运动过程中小球受到空气阻力的作用设某一时刻小球通过轨道的最低点,此时绳子的拉力为7mg,此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰能通过最高点,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为()AmgR/4 BmgR/3CmgR/2 DmgR解析:小球在圆周最低点时,设速度为v1,则7mgmgmv12/R.设小球恰能通过最高点的速度为v2,则mgmv22/R.设转过半个圆周过程中小球克服空气阻力做的功为W,由动能定理,得mg2RWmv22/2mv12/2.以上三式联立解得WmgR/2,选项C正确答案:
7、C一辆汽车的质量是一辆汽车的质量是5103 kg,该车由静止开始以恒定的功率该车由静止开始以恒定的功率在平直公路上行驶,经过在平直公路上行驶,经过40 s,前进,前进400 m,速度达到最大,速度达到最大值,如果车受的阻力始终是车值,如果车受的阻力始终是车重的重的0.05倍,问车的最大速度倍,问车的最大速度是多少?是多少? 解析:根据动能定理解析:根据动能定理PtFf smvm2,由,由PFvFfvm且且Ffkmg,以上各式联立,代入数据,以上各式联立,代入数据可得可得vm20 m/s.一物体以初速度一物体以初速度v0沿倾角为沿倾角为37的斜面上滑,到达最高点后又下滑,回的斜面上滑,到达最高点
8、后又下滑,回到出发点时的速度为到出发点时的速度为v0 /2,求物体与斜面间的动摩擦因数。,求物体与斜面间的动摩擦因数。v0mg分析:物体受力如图,分析:物体受力如图,NfmgNf上滑过程:上滑过程:- - mgsin 37sf s = 0 m v02/2设上升的最大位移为设上升的最大位移为s,下滑过程:下滑过程: mgsin 37sf s = m(v0/2 )2/2 0全过程:全过程:2 f s = m(v0/2 )2/2 m v02/2式中式中f = mgcos 37,任意两式相除,得,任意两式相除,得=0.45。 17、质量为、质量为M 的木块放在光滑的水平面上,质量为的木块放在光滑的水平
9、面上,质量为m 的子弹以初速的子弹以初速度度v0 沿水平方向射入木块,并留在木块中与木块一起以速度沿水平方向射入木块,并留在木块中与木块一起以速度v运动,已运动,已知当子弹相对木块静止时,木块前进的距离为知当子弹相对木块静止时,木块前进的距离为L,子弹进入木块的深度,子弹进入木块的深度为为s,木块对子弹的阻力,木块对子弹的阻力f 为定值,则下列关系式正确的是(为定值,则下列关系式正确的是( ) A、 f L= M v 2/2 B、 f s = m v 2/2 C、 f s = m v 02/2 -(M+m)v 2/2 D、 f ( L + s )= m v 02/2 - m v 2/2 v0L
10、s 答案:答案:ACDff一物体以初速度一物体以初速度v0沿倾角为沿倾角为37的斜面上滑,到达最高点后又下滑,回的斜面上滑,到达最高点后又下滑,回到出发点时的速度为到出发点时的速度为v0 /2,求物体与斜面间的动摩擦因数。,求物体与斜面间的动摩擦因数。v0mg分析:物体受力如图,分析:物体受力如图,NfmgNf上滑过程:上滑过程:- - mgsin 37sf s = 0 m v02/2设上升的最大位移为设上升的最大位移为s,下滑过程:下滑过程: mgsin 37sf s = m(v0/2 )2/2 0全过程:全过程:2 f s = m(v0/2 )2/2 m v02/2式中式中f = mgco
11、s 37,任意两式相除,得,任意两式相除,得=0.45。 11、一学生用、一学生用100N的力,将质量为的力,将质量为0.5kg的球水平踢出的球水平踢出20m远,则该远,则该学生对球做的功是学生对球做的功是 ( ) A.2000J B.10J C.100J D.无法确定无法确定 12、质质量量为为m的的物物体体,静静止止于于倾倾角角为为的的光光滑滑斜斜面面底底端端,用用平平行行于于斜斜面面方方向向的的恒恒力力F 作作用用于于物物体体上上使使之之沿沿斜斜面面向向上上运运动动。当当物物体体运运动动到到斜斜面面中中点点时时撤撤去去外外力力,物物体体刚刚好好能能滑滑行行到到斜斜面面顶顶端端,则则恒恒力
12、力F 的的大大小小为多大?为多大? 解:解: 设斜面长设斜面长2s,在在物物体体向向上上运运动动的的第第一一个个位位移移s里,里,F 做正功做正功Fs,从从斜斜面面底底端端运运动动到到斜斜面面顶顶端端的的整整个个过过程程中中,重重力力做做负负功功 - mgsin2s 或或- mg2ssin 。 因因初初末末态态的的动动能能均均为为零零,由由动动能能定定理理有有Fs - mgsin2s = 0,F = 2mgsin。FmgN答案:答案:mgN半径R=lm的14圆弧轨道下端与一水平轨道连接水平轨道离地面高度h=1m,如图所示,有一质量m=10 kg的小滑块自圆轨道最高点A由静止开始滑下,经过水平轨迹末端B时速度为4 ms,滑块最终落在地面上试求:(1)不计空气阻力,滑块落在地面上时速度多大?(2)滑块在轨道上滑行时克服摩擦力做功多少?质量为m的物体A,从弧形面的底端以初速v0往上滑行,达到某一高度后,又循原路返回,且继续沿水平面滑行至P点而停止,则整个过程摩擦力对物体所做的功