2008高考物理专题复习 动能 动能定理练习题考点：动能．做功与动能改变的关系（能力级别：Ⅰ）1．动能（1）定义:物体由于运动而具有的能量叫做动能.（2）计算公式:221mv E k =.国际单位:焦耳(J). （3）说明:①动能只有大小,没有方向,是个标量.计算公式中v 是物体具有的速率.动能恒为正值. ②动能是状态量,动能的变化(增量)是过程量.③动能具有相对性,其值与参考系的选取有关.一般取地面为参考系.【例题】位于我国新疆境内的塔克拉玛干沙漠,气候干燥,风力强劲,是利用风力发电的绝世佳境.设该地强风的风速v =20m/s,空气密度ρ=1.3kg/m 3,如果把通过横截面积为s=20m 2的风的动能全部转化为电能,则电功率的大小为多少?(取一位有效数字).〖解析〗时间t 内吹到风力发电机上的风的质量为 vts m ρ=这些风的动能为 221mv E k = 由于风的动能全部转化为电能，所以发电机的发电功率为 W s v t E P k 5310121⨯≈==ρ 2.做功与动能改变的关系 动能定理 （1）内容:外力对物体做的总功等于物体动能的变化.即:合外力做的功等于物体动能的变化.（2）表达式: 12k k E E W -=合 或k E W ∆=合（3）对动能定理的理解:①合W 是所有外力对物体做的总功,等于所有外力对物体做功的代数和,即:W 合=W 1+ W 2+ W 3+…….特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下，只要把各个力在各个阶段所做的功都按照代数和加起来，就可以得到总功.②因动能定理中功和能均与参考系的选取有关,所以动能定理也与参考系的选取有关,一般以地球为参考系.③不论做什么运动形式,受力如何,动能定理总是适用的.④做功的过程是能量转化的过程,动能定理中的等号“＝”的意义是一种因果联系的数值上相等的符号, 它并不意谓着“功就是动能的增量”,也不意谓着“功转变成动能”,而意谓着“合外力的功是物体动能变化的原因,合外力对物体做多少功物体的动能就变化多少”.⑤合W >0时,E k2>E k1,物体的动能增加; 合W <0时,E k2<E k1,物体的动能减小; 合W =0时,E k2=E k1,物体的动能不变.⑥和动量定理一样,动能定理也建立起过程量(功)和状态量(动能)间的联系.这样,无论求合外力做的功还是求物体动能的变化,就都有了两个可供选择的途径.和动量定理不同的是:功和动能都是标量,动能定理表达式是一个标量式,不能在某一个方向上应用动能定理.3. 应用动能定理解题的步骤 ⑴确定研究对象和研究过程.和动量定理不同,动能定理的研究对象只能是单个物体,如果是系统,那么系统内的物体间不能有相对运动.(原因是:系统内所有内力的总冲量一定是零,而系统内所有内力做的总功不一定是零).⑵对研究对象进行受力分析.(研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析,含重力）.⑶写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功(注意功的正负).如果研究过程中物体受力情况有变化,要分别写出该力在各个阶段做的功.⑷写出物体的初、末动能.⑸按照动能定理列式求解.变式练习1. 图中ABCD 是一条长轨道，其中AB 段是倾角为θ的斜面，CD 段是水平的．BC 是与AB 和CD 都相切的一小段圆弧，其长度可以略去不计．一质量为m 的小滑块在A 点从静止状态释放，沿轨道滑下，最后停在D 点，A 点和D 点的位置如图所示．现用一沿着轨道方向的力推滑块，将它缓慢地由D 点推回到A 点时停下．设滑块与轨道间的动摩擦因数为μ，则推力对滑块做的功等于：A.mghB.2mghC.)sin (θμh s mg + D.μmgs +μmghctg θ 2. 具有某一速度v 的子弹(不考虑重力作用)，恰好能垂直射穿4块叠放在一起的等厚同质的固定木块，则此子弹在刚穿第一块木块时的速率是： A.v 23 B.v 43 C.v 32 D.v 33 3. 一内壁光滑的环形细圆管，位于竖直平面内，环的半径为R (比细管的半径大得多)．在圆管中有两个直径与细管内径相同的小球(可视为质点)．A 球的质量为m 1，B 球的质量为m 2．它们沿坏形圆管顺时针运动，经过最低点时的速度都为v 0，设A 球运动到最低点时，B 球恰好运动到最高点，若要此时两球作用于圆管的合力为零，那么m 1，m 2，R 与v 0应满足的关系式是 。
能力过关检测1. 若物体在运动过程中受到的合外力不为零，则：A.物体的动能不可能总是不变的B.物体的动量不可能总是不变的C.物体的加速度一定变化D.物体的速度的方向一定变化2. 一质量为2kg 的滑块，以4m/s 的速度在光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．经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为4m/s ．在这段时间里水平力做的功为：A.0B.8JC.16JD.32J3. 两辆汽车在同一平直路面上行驶，它们的质量之比m 1:m 2＝1:2，速度之比v 1:v 2=2:1．当两车急刹车后，甲车滑行的最大距离为s 1，乙车滑行的最大距离为s 2．设两车与路面间的动摩擦因数相等，不计空气阻力，则：A.s 1:s 2＝l:2B.s 1:s 2＝l:1C.s 1:s 2＝2:1D.s 1:s 2＝4:14. 有两个物体a 和b ，其质量分别为m a 和m b ，且m a >m b ，它们的初动能相同．若a 和b 分别受到不变的阻力F a 和F b 的作用，经过相同的时间停下来，它们的位移分别为s a 和s b ，则：A.F a > F b 且s a <s bB. F a > F b 且s a >s bC.F a < F b 且s a >s b D F a < F b 且s a <s b5.汽车拉着拖车在平直公路上匀速行驶，突然拖车与汽车脱钩，而汽车的牵引力不变，各自受到的阻力不变，则脱钩后，在拖车停止运动前①汽车和拖车的总动量不变 ②汽车和拖车的总动能不变③汽车和拖车的总动量增加 ④汽车和拖车的总动能增加A. ①③B. ①④C. ②③D. ②④6.一个小物体从斜面底端冲上足够长的斜面后又返回到斜面的底端。
已知小物体的初动能为E ，它返回斜面底端的速度为v ，克服摩擦力做功为E /2，若小物体以2E 的初动能冲上斜面，则有： ①返回斜面底端时的动能为3E /2 ②返回斜面底端时的动能为E ③返回斜面底端时的速度为v 2 ④小物体两次往返克服摩擦力做功相同A. ①④B. ②③C. ①③D. ②④7.如图所示，质量为m 的长木板，在光滑的水平面上以速度v 匀速运动，若将质量也为m 的小铁块无初速的放在长木板的前端，经过一段时间后，小铁块与长木板相对静止，在此过程中，木板上表面的摩擦力对小铁块做的功为： A.221mv B.241mv C.281mv D.261mv 8.如图所示，一物块以6m/s 的初速度从曲面A 点下滑，运动到B 点时速度仍为6m/s ，若物块以5m/s 的初速度仍由A 点下滑，则它运动到B 点时的速度：A.大于5m/sB.等于5m/sC.小于5m/sD.条件不足，无法确定9.质量为m 的小球从离地面H 高处无初速下落，运动过程中空气阻力始终是球重的k 倍（k<1），小球与地面碰撞无能量损失，则小球在停止运动前走过的总路程为 。
10.如图所示，物体质量为m ，由静止开始从A 点沿斜面从h 1高处下滑到水平面，随后又沿另一斜面上滑到h 2高处的B 点停止。
现若在B 点给它一个瞬时冲量，使之从B点沿原路返回到A 点，则需要给物体的最小冲量为 。
11.跳高运动员从地面起跳后上升到一定的高度，跃过横杆后落下，为了避免对运动员的伤害，在运动员落下的地方设置一片沙坑。
某运动员质量为60kg ，身高为1.84m 。
运动员从距地面高度为1.90m 的横杆上落下，设运动员开始下落的初速度为零。
他的身体直立落地，双脚在沙坑中陷下去的深度为0.10m ，落地过程中重心下落的高度为1.25m 。
忽略他下落过程中受到的空气阻力。
求：（1）运动员接触到沙坑表面的速度大小（2）沙坑对运动员平均阻力的大小（g 取10m/s 2）12.如图所示，轻质长绳水平的跨在相距2L 的两个小滑轮A 、B 上，质量为m 的物体悬挂在绳上的O 点，O 点与A 、B 量滑轮的距离相等，在轻绳的C 、D 两端分别施加竖直向下的恒力F=mg ，先托住物块，使绳子处于水平拉直状态。
无初速的释放物块，在它下落过程中保持C 、D 两端的拉力F 不变，不计滑轮处的摩擦，求：（1）当物块下落距离h 多大时，物块的加速度为零？（2）在第（1）问所述的过程中，C 端恒力F 做的功为多大？（3）物块下落过程中的最大速度v m 及下落的最大距离H 。
13、一司机驾车在田野里行驶,突然发现前方不远处有一横沟,在反应时间内作出决策,是采用急刹车还是急转弯好?13、如图所示,斜槽轨道下端与一个半径为0.4m 的圆形轨道相连接.一个质量为0.1kg 的物体从高为H ＝2m 的A 点由静止开始滑下,运动到圆形轨道的最高点C 处时,对轨道的压力等于物体的重力.求物体从A 运动到C 的过程中克服摩擦力所做的功.(g 取10m/s 2)CD15、如图所示,在光滑的水平面上有一平板小车M 正以速度v 向右运动.先将一质量为m 的木块无初速地放在小车的右端,由于木块和小车间的摩擦力的作用,小车的速度将发生变化.为使小车保持原来的速度不变,必须及时对小车施加一向右的水平恒力F.当F 作用一段时间后把它撤去时,木块恰能随小车一起以速度v 共同向右运动.设木块和小车间的动摩擦因数为μ,求:(1)为避免木块滑出小车,小车的长度至少为多少? (2)上述过程中水平恒力F 对小车做多少功?16、如图所示，一辆汽车通过一根跨过定滑轮的绳PQ 提升井中质量为m 的物体，绳的P 端拴在车后的挂钩上，Q 端拴在物体上．设绳的总长不变，绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、滑轮上的摩擦都忽略不计．开始时，车在A 点，左右两侧绳都已绷紧并且是竖直的，左侧绳长为H ．提升时，车加速向左运动，沿水平方向从A 经过B 驶向C ，设A 到B 的距离也为H ，车过B 点时的速度为v 。
求在车由A 移到B 的过程中，绳Q 端的拉力对物体做的功．材料专题十 动能 动能定理答案变式练习一 答案：3:1；9:1变式练习二 1.答案：B 2. 答案：A3.答案：对A 球在最低点分析，由牛顿第二定律Rv m g m N 2011=- 设B 在最高点的速度为v ，由动能定理202221212mv mv gR m -=- 在最高点，对B 由牛顿第二定律Rv m g m N 222=+'由题意得N N '=联立上式，整理可得 0)()(212021=++-g m m Rv m m 能力过关检测1.答案：B2.答案：A3.答案：D4.答案：A5.答案：B6.答案：B7.答案：C8.答案：A 9. 答案：H/k 10. 答案：)(221h h g m -11.答案：（1）运动员从高处落下到接触沙坑的过程中，运动员重心下落的高度为m h 25.1=，由动能定理得 221mv mgh =所以 s m v /5=（2）运动员从下落到在沙坑中停下，这个过程中初、末动能都为零，由动能定理得 0)(=-+fl l h mg所以可以解得，沙坑对运动员的平均阻力为N f 3101.8⨯=。