20xx-20xx學(xué)年滬科版必修第二冊(cè)-13動(dòng)能定理的應(yīng)用-計(jì)算題專(zhuān)練2(含解析)(編輯修改稿)
2025-04-05 05:43 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 gR；所以，由滑塊在光滑圓弧上運(yùn)動(dòng)機(jī)械能守恒可知：滑塊從斜面上返回后不能滑出A點(diǎn)。答：（1）滑塊第一次運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為70N，方向豎直向下；（2）；（3）滑塊從斜面上返回后不能否滑出A點(diǎn)。2．【分析】（1）乘客下滑的過(guò)程中，重力做正功，摩擦力做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理列式求解乘客下滑到C點(diǎn)時(shí)的速度大小vC；（2）乘客在水平部分滑行過(guò)程，運(yùn)用動(dòng)能定理求解E點(diǎn)到C點(diǎn)的距離s；運(yùn)用平均速度表示位移，根據(jù)兩段過(guò)程位移大小之和等于A(yíng)C+s，列式求解時(shí)間t?！窘獯稹拷猓海?）由數(shù)學(xué)知識(shí)得：sinθ＝＝，θ＝37176。乘客從A滑到C的過(guò)程，由動(dòng)能定理得：mg?LAB﹣μmgcosθ?LAC＝mv解得：vC＝2m/s（2）乘客在水平部分滑行過(guò)程，運(yùn)用動(dòng)能定理得：﹣μmgs＝0﹣mv解得：s＝2m根據(jù)LAC+s＝+得總時(shí)間為：t＝t1+t2則得：t＝＝s＝s答：（1）乘客下滑到C點(diǎn)時(shí)的速度大小vC為2m/s。（2）乘客從A滑行到E所用的時(shí)間t是s。3．【分析】（1）根據(jù)加速度的定義式求解加速度；（2）根據(jù)克服外力所做的功W等于動(dòng)能減少量求解W；（3）根據(jù)功率公式求解克服外力做功的平均功率P?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)加速度的定義式得加速度的大小為：a＝＝m/s2＝32m/s2（2）由動(dòng)能定理得克服外力所做的功為：W＝＝J＝107J（3）根據(jù)功率公式得克服外力做功的平均功率為：P＝＝＝107W答：（1）加速度的大小為32m/s2；（2）107J；（3）107W。4．【分析】（1）小物體從B點(diǎn)拋出后做斜拋運(yùn)動(dòng)，恰好在最高點(diǎn)進(jìn)入傳送帶，豎直方向速度變?yōu)榱悖瑅Bcosα＝vC，小物體從A到B過(guò)程中，由動(dòng)能定理列式求解μ0；（2）小物體到達(dá)傳送帶后，由牛頓第二定律得加速度a，求解共速的時(shí)間和位移，從而知小物體運(yùn)動(dòng)情況，求解時(shí)間；（3）小物體到達(dá)D后以速度v＝5m/s做平拋運(yùn)動(dòng)，在P點(diǎn)的速度vP＝，從P到Q過(guò)程中，由動(dòng)能定理列式求解Q點(diǎn)速度，在Q點(diǎn)，當(dāng)小物體對(duì)圓弧軌道的作用力為零時(shí)，由重力提供向心力求解臨界速度，比較兩速度，判定物體受力方向，由牛頓第二定律列式求解彈力FN，由牛頓第三定律知在Q點(diǎn)小物體對(duì)圓弧軌道的作用力。【解答】解：（1）小物體從B點(diǎn)拋出后做斜拋運(yùn)動(dòng)，恰好在最高點(diǎn)進(jìn)入傳送帶，所以：vBcosα＝vC解得：vB＝5m/s小物體從A到B過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：﹣mgssinα﹣μ0mgscosα＝mv﹣mv解得μ0＝（2）小物體到達(dá)傳送帶后，由牛頓第二定律得：a＝＝μg＝1m/s2設(shè)小物體加速到傳送帶的速度所用時(shí)間為t1t1＝＝2s加速階段小物體所走的位移s1＝vCt1+at＝8m小物體勻速階段位移s2＝L﹣s1＝4m勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2＝＝小物體通過(guò)傳送帶CD所用的時(shí)間tCD＝t1+t2＝（3）小物體到達(dá)D后以速度v＝5m/s做平拋運(yùn)動(dòng)在P點(diǎn)的速度vP＝＝10m/s從P到Q過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：﹣mg（R+Rcosθ）＝mvmv解得：vQ＝m/s在Q點(diǎn)，當(dāng)小物體對(duì)圓弧軌道的作用力為零時(shí)，由重力提供向心力得：mg＝m解得：vo＝＝m/s因?yàn)関Q＝m/s＞v0，所以在Q點(diǎn)圓軌道對(duì)小物體的作用力FN方向豎直向下。由牛頓第二定律得：FN+mg＝m解得：FN＝60N由牛頓第三定律知：在Q點(diǎn)小物體對(duì)圓弧軌道的作用力方向豎直向上，大小為60N。答：（1）；（2）；（3）小物體在Q點(diǎn)對(duì)圓弧軌道的作用力為60N。5．【分析】（1）上坡過(guò)程，由動(dòng)能定理列方程分析可求得阻力的功；（2）人不用力蹬車(chē)的過(guò)程，由動(dòng)能定理可求得人在坡上行駛的距離?！窘獯稹拷猓海?）上坡過(guò)程，由動(dòng)能定理得：，解得自行車(chē)克服摩擦阻力做功為：W克＝80100﹣10005＝4000J（2）由W克＝FfL，得摩擦阻力大小為：Ff＝40N，不用力蹬車(chē)時(shí)，設(shè)自行車(chē)沿坡能上行的距離為x，坡與水平方向的夾角設(shè)為θ．則有：，由Ffx+mghxsinθ＝代入數(shù)據(jù)得：x＝20m；答：（1）上坡過(guò)程中，自行車(chē)克服阻力做功4000J（2）如果人不用力蹬車(chē)，車(chē)在坡底速度仍為6m/s，自行車(chē)能上行20m6．【分析】對(duì)質(zhì)量為3m的物體，從靜止到運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程，根據(jù)能量守恒列方程求解彈性勢(shì)能；質(zhì)量為m的物體從靜止開(kāi)始到運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理求出在D點(diǎn)的速度，根據(jù)牛頓第二定律求出在最高點(diǎn)對(duì)軌道的壓力；根據(jù)動(dòng)能定理求出到達(dá)E點(diǎn)時(shí)的速度，從E點(diǎn)拋出后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)求解水平距離；【解答】解：（1）對(duì)質(zhì)量為3m的物體，從靜止到C點(diǎn)，根據(jù)能量守恒定律有彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為物體運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的重力勢(shì)能，即：Ep＝3mgR；（2）對(duì)質(zhì)量為m的物體，由靜止到運(yùn)動(dòng)到圓形軌道最高點(diǎn)，根據(jù)能量守恒定律有：Ep＝mg?2R所以物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)D時(shí)的速度為：，最高點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律有：所以質(zhì)量為m的物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)物體的作用力為：N′＝N＝mg；（3）物體由初始位置到E，根據(jù)能量守恒定律有：所以物體到達(dá)E點(diǎn)時(shí)的速度為：，從E點(diǎn)拋出后物體做平拋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：所以教生圈所放位置離水池邊緣的水平距離為：x＝vE?t＝；答：（1）彈簧被壓縮時(shí)的最大彈性勢(shì)能為3mgR；（2）當(dāng)物塊質(zhì)量為m時(shí)，到達(dá)最高點(diǎn)處軌道對(duì)物塊的作用力大小為mg；（3）在（2）情況下，要在水面上放一只救生圈保證游客安全，求教生圈所放位置離水池邊緣的水平距離x為；7．【分析】根據(jù)機(jī)械能守恒定律求解到達(dá)B時(shí)的速度，根據(jù)動(dòng)能定理，找到全過(guò)程合外力做的功，代入式子求解出從底端滑出時(shí)的速度大小；根據(jù)動(dòng)能定理判斷滑出的速度大小關(guān)系；【解答】解
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