2022年高考物理动能定理和能量守恒专题检测.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 读书破万卷 下笔如有神动能 动能定理检测题1.在水平路面上有一辆以 36 km/h 行驶的客车,在车厢后座有一位乘客甲,把一个质量为 4 kg 的行李以相对客车 5 m/s 的速度抛给前方座位的另一位乘客乙 .就行李的动能是A.500 J B.200 J C.450 J D.900 J 解析： 客车以 36 km/h=10 m/s 的速度向前行驶, 甲乘客相对客车以 5 m/s 的速度抛给乙乘客,所以行李的运动速度为 v=10+5 m/s=15 m/s. 由动能的定义式有 Ek= mv2= 4 152 J=450 J 答案： C 2.质量为 m

2、 的汽车从 A 点动身做匀速圆周运动,圆周半径为R,汽车绕行一周后又回到A 点.如路面对汽车的阻力是车重的k 倍,就绕行一周汽车克服阻力做功等于A.0 B.mgR C.kmgR D.2 kmgR解析：依据动能定理,汽车动能不变,答案： D W 总 =0, 所以 W 动=W 阻 =kmg.2 R.3.质量为 m 的物体以初速度 v0 沿水平面对左开头运动,起始点 A 与一轻弹簧 O 端相距 s,如图 74 8 所示.已知物体与水平面间的动摩擦因数为 ,物体与弹簧相碰后,弹簧的最大压缩量为 x,就从开头碰撞到弹簧被压缩至最短,物体克服弹簧弹力所做的功为图 7 4 8 A. mv02 mgs+x B

3、. mv02 mgxC. mgs D. mgs+x解析：依据动能定理有：WT mgs+x=0 mv02 所以 WT= mv02 mgs+x.答案： A 4.把完全相同的三块木板固定叠放在一起,子弹以v0 的速度射向木板,刚好能打穿这三块木板.假如让子弹仍以 v0 的速度垂直射向其中的一块固定木板,子弹穿过木板时的速度是_. Ff.3d=0解析：设木板对子弹的阻力为Ff,子弹质量为m,每块木块厚d,就放三块木板时,由动能定理 mv02 得 Ffd= mv02, 射穿一块木板时Ffd= mv 末 2 mv02 得 v 末 = v0. 答案：v0 5.甲、乙两个材料相同的物体,甲的质量是乙质量的两倍

4、,它们以相同的初动能在同一水平面上滑行,最后都静止,它们滑行的距离之比为 _. 解析：由于材料相同,故与地面的动摩擦因数相同,由动能定理 mgs=0 mv2, 得 s= 又由于：m 甲 v 甲 2= m 乙 v 乙 2,且m 甲 =2m 乙故 v 甲 v 乙=1 ,所以 s 甲 s 乙 =1 2. 答案 :12 名师归纳总结 6.小球质量为m,在距地面h 高处以速度 v 被竖直上抛,空气阻力为F 阻（ F 阻mg ）.设小球与地面碰撞第 1 页,共 5 页不缺失动能 ,直到小球静止 ,求小球在整个过程中通过的路程. - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读

5、书破万卷 下笔如有神解析：由于小球克服阻力做功,机械能不断削减,最终停止在地面上,假如按上升和下落分段运算,那将是很多次,特别繁琐 .假如考虑到阻力总是与运动方向相反,所做的功就可以写成 W 阻=F 阻 s,其中 s就是小球在整个过程中通过的路程,依据动能定理 mgh F 阻 .s=0 mv2 所以 s=. . 答案：7.如图 749 所示,斜面的倾角为 ,质量为 m 的滑块距挡板 P 为 s0,以初速度 v0 沿斜面上滑,滑块与斜面间的动摩擦因数为 ,滑块所受摩擦力小于滑块重力沿斜面对下的分力 .如滑块每次与挡板相碰均无机械能缺失,求滑块经过的路程 . 图 7 4 9 解析：设物体在整个过程

6、中的路程为s,就摩擦力做功WFf= mgcos .s支持力始终与运动方向垂直,支持力做功WFN=0 据动能定理有WG+WFf+WFN=E末 E 动,即mgsin .s0 mgcos .s = 0 mv02 解得 s= . 答案 : 8.如图 7410 所示, B 为定滑轮, h6 m ,物体 A 的质量为 10 kg, 置于光滑水平地面上,一细绳跨过定滑轮,一端与 A 相连,另一端受到竖直向下的恒力 F 20 N 作用,使 A 物体由静止开头运动,开头时绳与水平面夹角 =37,求绳与水平方向夹角为 53 时,拉力 F 对 A 物体的做功功率（物体高不计）. 图 7 4 10 解析 :由力的功率

7、 P=Fvcos ,求 F 对 A 做功的瞬时功率,必需求得物体 A 在这一位置时的速度 .物体 A 从初位置运动到这一位置的过程,只有绳的拉力对 A 做功,绳对 A 的拉力虽大小不变,但方向变化,是一个变力 .当把过程分为很多小过程,每一小过程都按恒力对待,用 W=Fscos,对每一小段进行运算 , scos就为沿绳的拉力方向的位移,求功的代数和后 , scos的总和便是绳被拉过的长度 L,由几何关系 L= =2.5 m就 WF=F. L=20 2.5 J=50 J物体初态 Ek1=0, 末端 Ek2= mv2. 依据 W= Ek 有 50= 10v2, 解得 v= m/s=3.16 m/s

8、 由 P=Fvcos53=20 3.16 cos53 =37.9 W. 答案 :37.9 W 9.正常人心脏在一次搏动中泵出血液 70 mL ,推动血液流淌的平均压强为 1.6 104 Pa ,设心脏主动脉的内径约为 2.5 cm ,每分钟搏动 75 次.求：1心脏推动血液流淌的平均功率是多大？2血液从心脏流出的平均速度是多大？名师归纳总结 解析 :1 设心脏每次推动血液前进的位移为L,血液受到心脏的压力为F ,由压强公式F=p0S 可知 :心脏搏第 2 页,共 5 页动一次对血液做功为W=FL=p0SL=p0V, V 就是心脏跳动一次输送血液的体积. W 每分 =np V=npV=75 1.

9、6 104 70 10 6 J=84 J 平均功率 P=.W=1.4 W. 2每分钟心脏输出血量为: - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书破万卷 下笔如有神V=nV0=75 70 10 6 m3=5.25 103 m3 心脏主动脉横截面积 S 为：S= r2=3.14 1.25 1022 m2=4.9 104 m2 所以平均速度 v= m/s=0.18 m/s. 答案 :（ 1） 1.4 W 20.18 m/s 10.一汽车额定功率为 10 kW ,质量为 1.0 104 kg ,设阻力恒为车重的 0.1 倍,1如汽车保持恒定功率启动,求运动的最大速

10、度；2如汽车以 0.5 m/s2 的加速度匀加速启动,求其匀加速运动的最长时间 . 解析 :1 当 a=0 ,即 F=Ff 时的速度最大,设为 vm ,就 vm= =10 m/s. 以后汽车保持 vm 匀速运动 . 2匀加速启动时, 汽车牵引力恒定, 随着速度 v 增加,功率也增加,直到达到额定功率后,速度 v 再增加,牵引力 F 就减小,汽车改做加速度 a 渐小的变加速运动,直至 a=0 ,达到最大速度 vm 后做匀速运动 . 匀速运动时 ,由 F Ff=ma 得,汽车牵引力 F=ma+Ff =1.5 104 N 达到额定功率时的速度 vt= m/s=6.7 m/s, 此即匀加速运动的末速度

11、,所以匀加速运动的最长时间 t= =13.3 s. 答案 :（ 1） 10 m/s 2 13.3 s 11.如图 7 4 11 所示是一个横截面为半圆、半径为 R 的光滑柱面,一根不行伸长的细线两端分别系住物体 A、B,且 mA=2mB, 在图示位置由静止开头释放 A 物体,当物体 B 达到半圆顶点时,求绳的张力对物体B 所做的功 . 图 7 4 11 解析：以 A、B 和绳为系统,整体由动能定理得mAg R mBgR= mAvA2+ mBvB2 0 由于绳不行伸长,有 vA=vB=v 解得 v2= gR 1 再以 B 为讨论对象,张力做的功为 W ,由动能定理得WmBgR= mBvB2 解得

12、 W= +2mBgR.答案： +2mBgR 3、功和能量的转化关系合外力对物体所做的功等于物体动能的增量W合 =Ek2 一 Ek1（动能定理）只有重力做功（或弹簧的弹力）做功,物体的动能和势能相互转化,物体的机械能守恒；重力功是重力势能变化的量度,即 WG= EP 重 一（ EP 末一 EP 初 =E P 初 一 EP 末弹力功是弹性势能变化的量度,即：W 弹一 EP 弹 一（ EP 末一 EP 初 =EP 初一 EP 末除了重力,弹力以外的其他力做功是物体机械能变化的量度,即：W 其他 =E 末一 E 初一对滑动摩擦力对系统做总功是系统机械能转化为内能的量度,即：fS相 Q 电场力功是电势能

13、变化的量度,即：WE=qU= 一 E =-E 末 一 E 初） =E 初一 E 末分子力功是分子势能变化的量度4、对绳子突然绷紧,物体间非弹性碰撞等除题目特殊说明,必定有机械能缺失,碰撞后两物体粘在一起的名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书破万卷 下笔如有神过程中肯定有机械能缺失；二、能的转化和守恒 能量既不能凭空产生,也不能凭空消逝,它只能从一种形式的能转化为另一种形式的能,或者从一个 物体转移到另一个物体,能的总量保持不变；1应用能量守恒定律的两条思路：（1）某种形式的能的削减量,肯定等于其他形式能的增加量（2

14、）某物体能量的削减量,肯定等于其他物体能量的增加量2摩擦力做功的过程能量转化的情形（1）静摩擦力做功的特点 静摩擦力可以做正功,也可以做负功仍可能不做功在静摩擦力做功的过程中,只有机械能从一个物体转移到另一个物体（静摩擦力起着传送机械能的作 用）,而没有机械能转化为其他形式的能量相互摩擦的系统,一对静摩擦力所做功的代数和总等于零（2）滑动摩擦力做功的特点：滑动摩擦力可以做正功,也可以对物体做负功,仍可以不做功（如相对运动的两物体之一对地面静止,就滑动摩擦力对该物不做功）在相互摩擦的物体系统中,一对相互作用的滑动摩擦力,对物体系统所做总功的多少与路径有关,其值是负值,等于摩擦力与相对路程的积,即

15、W f=f滑 S相对表示物体系统缺失机械能克服了摩擦力做功,滑S 相对 =Q（摩擦生热） E损= f一对滑动摩擦力做功的过程,能量的转化和转移的情形：一是相互摩擦的物体通过摩擦力做功将部分机械能转移另一个物体上,二是部分机械能转化为内能,此部分能量就是系统机械能的缺失量通过解答此题肯定要懂得“ 摩擦生热” 指的是滑动摩擦“ 生热,在相对滑动的过程中,通过摩擦力对 系统做功来求解必需求出摩擦力在相对路程上的功 3用能量守恒定律解题的步骤 确定讨论的对象和范畴,分析在讨论的过程中有多少种不同形式的能（包括动能、势能、内能、电能等）发生变化找出削减的能并求总的削减量 E 减,找出增加的能并求总的增加量 E 增 由能量守恒列式, E 减= E 增；代入已知条件求解名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 读书破万卷下笔如有神第 5 页,共 5 页- - - - - - -