20xx-20xx學年滬科版必修第二冊-13動能定理的應(yīng)用-計算題專練1(含解析)(編輯修改稿)
2025-04-05 05:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 E段軌道的滑動摩擦因數(shù)μ要滿足條件為0＜μ≤≥。2．【分析】（1）物體Q恰好靜止于斜面上，根據(jù)平衡條件列方程求解動摩擦因數(shù)；（2）根據(jù)動能定理列方程求解物體P與Q碰撞前的速度，兩物體碰撞過程中，根據(jù)動量守恒定律、能量關(guān)系列方程，物體Q上滑過程中根據(jù)動能定理列方程聯(lián)立求解?！窘獯稹拷猓海?）物體Q恰好靜止于斜面上，根據(jù)平衡條件可得：mgsinθ＝μmgcosθ解得：μ＝；（2）物體P上滑過程中，由動能定理可得：﹣3mgsinθ﹣3μmgcosθ＝兩物體碰撞過程中，根據(jù)動量守恒定律可得：3mv＝3mv1+mv2，根據(jù)能量關(guān)系可得：3mv2＝3mv12+mv22，物體Q上滑過程中，根據(jù)動能定理可得：﹣mgsin﹣μmgcosθ＝0﹣聯(lián)立解得：v0＝m/s答：（1）；（2）物體P的初速度大小v0為。3．【分析】（1）從A到P根據(jù)動能定理求得到達P點的速度；（2）從P到N，根據(jù)動能定理求得到達N點的速度，在N點由牛頓第二定律求得支持力，找到F與的關(guān)系式，結(jié)合圖乙即可求得a和b；（3）要使小滑塊不脫離圓軌道，滑塊最高到達N點或者小球能通過最高點Q，根據(jù)動能定理求得到達Q點的速度，在Q點根據(jù)牛頓第二定律即可求得?！窘獯稹拷猓海?）小滑塊由A滑到P點的過程中，根據(jù)動能定理可得：解得：v1＝4m/s（2）小滑塊由P點運動到N點的過程中，根據(jù)動能定理可得：在N點：聯(lián)立解得F＝由圖乙可得：b＝2mg解得a＝﹣1，b＝1N（3）當滑塊在N點處對軌道壓力F1＝0時，恰好到達N點，設(shè)此時圓軌道半徑為R1，則有解得：R1＝當小滑塊恰好到達Q但時，設(shè)此時圓軌道半徑為R2，在Q點的速度為vQ，在N點的速度為vN，有Q點：由N到Q過程中，根據(jù)動能定理可得在N點：整理解得：F2＝3mg由此可得R2＝綜上所述，要使小滑塊不脫離軌道，軌道半徑應(yīng)滿足的條件為R≥≤ 答：（1）小滑塊到達P點時的速度v1為4m/s；（2）﹣1和1N；（3）要使小滑塊不脫離圓軌道，軌道半徑R的取值范圍為R≥≤。4．【分析】（1）小車在水平面上運動時，根據(jù)動能定理求得小車儲存的彈性勢能；（2）在E點，根據(jù)牛頓第二定律求得E點的速度，從A到E，根據(jù)動能定理求得在BE段克服摩擦力做功；（3）從E到C，根據(jù)動能定理求得求得在EC段克服摩擦力做功，圓軌道兩側(cè)材料相同，即小車與軌道間的動摩擦因數(shù)相同，由于摩擦阻力作用，小車在BE過程中的經(jīng)過任意一點速率比它經(jīng)過EC過程中與該點的等高點速率都要大，因此使得BE過程中小車與軌道間的壓力較小，滑動摩擦力較小，而又由于兩個過程路程相等，因此BE過程中小車克服摩擦力做的功W1小于EC過程中小車克服摩擦力做的功W2?！窘獯稹拷猓海?）玩具汽車在水平地面上前進過程中，由動能定理知：W彈﹣μmg?x＝0﹣0其中Ep﹣0＝W彈解得：Ep＝（2）對玩具汽車在最高點根據(jù)牛頓第三定律有F′N＝FN＝在E點，由牛頓第二定律得：解得：vE＝1m/s對玩具汽車在從出發(fā)到到達最高點運用動能定理得：其中hAE＝ssinθ+（R﹣Rcosθ）＝其中WfAB＝μmgscosθ＝聯(lián)立解得：W1＝（2）從E到C由動能定理得：其中hEC＝R﹣Rcosθ＝代入數(shù)據(jù)得：W2＝比較結(jié)果：W1＜W2原因：圓軌道兩側(cè)材料相同，即小車與軌道間的動摩擦因數(shù)相同，由于摩擦阻力作用，小車在BE過程中的經(jīng)過任意一點速率比它經(jīng)過EC過程中與該點的等高點速率都要大，因此使得BE過程中小車與軌道間的壓力較小，滑動摩擦力較小，而又由于兩個過程路程相等，因此BE過程中小車克服摩擦力做的功W1小于EC過程中小車克服摩擦力做的功W2。答：（1）；（2）；（3）W1＜W2，原因：圓軌道兩側(cè)材料相同，即小車與軌道間的動摩擦因數(shù)相同，由于摩擦阻力作用，小車在BE過程中的經(jīng)過任意一點速率比它經(jīng)過EC過程中與該點的等高點速率都要大，因此使得BE過程中小車與軌道間的壓力較小，滑動摩擦力較小，而又由于兩個過程路程相等，因此BE過程中小車克服摩擦力做的功W1小于EC過程中小車克服摩擦力做的功W2。5．【分析】（1）根據(jù)題意分析木箱受力情況，作出木箱受力示意圖。（2）根據(jù)勻變速直線運動的速度﹣位移公式求出木箱的加速度，應(yīng)用牛頓第二定律求出木箱受到的合力，根據(jù)功的計算公式求出合力做功，然后得出結(jié)論。（3）動能定理對變力做功成立?！窘獯稹拷猓海?）水平面光滑，木箱受重力mg，地面的支持力N，拉力F作用，木箱受力示意圖如圖所示：（2）由勻變速直線運動的速度﹣位移公式得：＝2al木箱的加速度：a＝木箱受到的合力：F合＝ma＝合力對木箱做功：W＝F合l＝l整理得：W＝mv22﹣mv12由此可知：合力做的功等于木箱動能的增加量；（3）合力做的功等于木箱動能的增加量，對于受變力作用的物體成立；答：（1）木箱受力示意圖如圖所示；（2）推導過程如上所述；（3）結(jié)論對變力做功成立。6．【分析】（1）在0﹣2s內(nèi)，根據(jù)動能定理求得合力做功；（2）在v﹣t圖象中，斜率代表加速度，與時間軸所圍面積表示位移，在2﹣6s內(nèi)，求得加速度大小，根據(jù)牛頓第二定律求得摩擦力，根據(jù)W＝Fx求得克服摩擦力做功；（3）在整個過程中，根據(jù)動能定理求得外力F做功。【解答】解：（1）在0﹣2s內(nèi)，根據(jù)動能定理知，（2）根據(jù)速度時間圖線知，勻減速運動的加速度大小為：a2＝＝根據(jù)牛頓第二定律得阻力為：f＝ma2＝2＝1N0﹣6s內(nèi)，物體的位移大小為：克服摩擦力做功為：Wf＝fx＝16J＝6J（3）在0﹣6s內(nèi)，根據(jù)動能定理可得
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