高中物理动能定理的运用归纳与总结

1、高中物理动能定理的运用归纳与总结 一、整过程运用动能定理（一）水平面问题 1、一物体质量为 2kg,以 4m/s 的速度在光滑水平面上向左滑行；从某时刻起作用一向右的水平力,经过一段时间后,滑块的速度方向变为水平向右,大小为水平力做功为（）C. 16J D. 32J A. 0 B. 8J 4m/s,在这段时间内,2、 一个物体静止在不光滑的水平面上,已知m=1kg ,u=0.1,现用水平外力F=2N ,拉其运动 5m 后立刻撤去水平外力F,求其仍能滑m（ g 取10m/s2）【解析】对物块整个过程用动能定理得：Fs0umgss 00解得： s=10m 3、总质量为 M 的列车,沿水平直线轨道匀

2、速前进,其末节车厢质量为 m,中途脱节,司机发觉时,机车已行驶 L 的距离,于是立刻关闭油门,除去牵引力,如下列图；设运动的阻力与质量成正比, 机车的牵引力是恒定的；当列车的两部分都停止时,它们的距离是多少？【解析】 对车头,脱钩后的全过程用动能定理得：FLk Mm gS 11M2m V 0V 0 V 0 S1 2L对车尾,脱钩后用动能定理得：kmgS 21 mV 0 22而SS 1S 2,由于原先列车是匀速前进的,S2 所以 F=kMg 由以上方程解得SML；Mm（二）竖直面问题（重力、摩擦力和阻力）1、人从地面上,以肯定的初速度 v 将一个质量为 m的物体竖直向上抛出,上升的最大高度为 h

3、,空中受的空气阻力大小恒力为 f ,就人在此过程中对球所做的功为（）A. 1 mv2 0 2 B. mgh fh C. 12 mv 0 2mgh fh D. mgh fh1 / 16 高中物理动能定理的运用归纳与总结 2、一小球从高出地面 H米处,由静止自由下落,不计空气阻力,球落至地面后又深化沙坑 h 米后停止,求沙坑对球的平均阻力是其重力的多少倍；【解析】钢球从开头自由下落到落入沙中停止为讨论过程依据动能定理w总= EK 可得：W G+Wf=0-0 重力做功 WG=G（ H+h） 阻力做功 Wf=-fh 由解得：f=（1+H ）h（三）斜面问题1、如下列图,斜面足够长,其倾角为 ,质量为m

4、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沿斜面方向的重力分力,如滑块每次与挡板相碰均无机械能缺失,求滑块在斜面上经过的总路程为多少？【解析】 设其经过和总路程为L,对全过程, 由动能定理得：V 01 2mgS 0 sin ng cos L 0 mv 0 S02PmgS 0 sin 1 mv 0 2 得 L 2mg cos2、一块木块以 v 0 10 m / s 初速度沿平行斜面方向冲上一段长 L=5m,倾角为 30 的斜面,见图所示木块与斜面间的动摩擦因数 0 2.,求木块冲出斜面后落地时的速率（空气2阻力不计,g 10 m /

5、 s）；【解析】：整个过程中重力等于没有做功 只有摩擦力作负功：umg cos L 1 mv 2 1 mv 0 22 2解得：v=8.08 分析： 斜面是否足够长如够长且能滑落到地面：斜面的最小长度s：v 0 22gsin1ugcoss就落地速度：umgcos2L2 mv12 mv 0222 / 16 高中物理动能定理的运用归纳与总结3、如下列图,小滑块从斜面顶点A 由静止滑至水平部分C 点而停止；已知斜面高为h,滑C 块运动的整个水平距离为s,设转角 B 处无动能缺失, 斜面和水平部分与小滑块的动摩擦因数相同,求此动摩擦因数；A 设 滑 块 质 量 为【解析】 滑块从 A 点滑到 C 点,只

6、有重力和摩擦力做功,m,动摩擦因数为u,斜面倾角为 a ,斜面底边长s1,水平部分h B 长 s2,由动能定理得：mghmgcoss 1mgs 200解得uhS1 S2 coss（四）圆弧1、如下列图,质量为m 的物体 A,从弧形面的底端以初速v 0 往上滑行,达到某一高度后,又循原路返回,且连续沿水平面滑行至；P 点而停止,就整个过程摩擦力对物体所做的功【解析】整个过程重力做功为零：w1 mv 22Av0对称斜面,0P2、如下列图, AB 和 CD 为两个其上部足够长, 下部分别与一个光滑圆弧面的两端相切,圆弧所对圆心角为 1200,半径 R=2m ,整个装置处在竖直平面上；一个物体在离弧底

7、 E 的高度 h=3m 处以速率 v0=4m/S 沿斜面对下运动,如物体与斜面间的动摩擦因数 多长的路程？u=0.02 ,试求物体在斜面（不包括圆弧部分）上能走【解析】 设物体在斜面上走过的路程为 s,经分析,物体在运动过程中只有重力和摩擦力对它做功,最终的状态是在B、C 之间来回运动,就在全过程中,由动能定理得mghR 1cos 600umg0 cos 60s12 mv 02代入数据,解得s=280m 3 / 16 高中物理动能定理的运用归纳与总结（五）圆周运动1、如下列图, 质量为 m的物块与转台之间的动摩擦因数为,R物体与转轴相距R,物块随转台由静止开头运动,当转速增加到某值时,物块即将

8、在转台上滑动,此时,转台已开头做匀速运动,在这一过程中,摩擦力对物体做的功为（）FA. 0 B. 2 mgRC. 2 mgR D. mgR / 22、一个质量为 m 的小球拴在绳一端,另一端受大小为 F1 拉力作用,在水平面上作半径为R1 的匀速圆周运动,如下列图, 今将力的大小变为F2,使小球在半径为 R2的轨道上运动,求此过程中拉力对小球所做的功；【解析】：v1=. 3、（ 1）如下列图,一根长为l 的细绳,一端固定于O点,另一端拴一质量为m的小球,当小球处于最低平稳位置时,给小球肯定得初速度,要小球能在竖直平面内作圆周运动并通过最高点 P,初速度至少应多大？（2）如将上题中绳换成杆呢？4

9、、如下列图, AB是倾角为 的粗糙直轨道,BCD是光滑的圆弧轨道, AB恰好在 B 点与圆弧相切,圆弧的半径为 R. 一个质量为m的物体 可以看作质点 从直轨道上的 P点由静止释放, 结果它能在两轨道间做来回运动已知 P 点与圆弧的圆心 O 等高,物体与轨道 AB间的动摩擦因数为 . 求：1 物体做来回运动的整个过程中在 AB 轨道上通过的总路程；2 最终当物体通过圆弧轨道最低点 E 时,对圆弧轨道的压4 / 16 高中物理动能定理的运用归纳与总结 力；3 为使物体能顺当到达圆弧轨道的最高点D,释放点距 B 点的距离 L 应满意什么条件【解析】：1 由于摩擦始终对物体做负功,所以物体最终在圆心

10、角为 2 的圆弧上往复运动对整体过程由动能定理得：mgRcos mgcos s0,所以总路程为 sR . 1 22 对 BE过程 mgR1 cos 2mv E2FNmgmv R由得对轨道压力：FN3 2cos mg. 23 设物体刚好到 D点,就 mgmv R D1 2对全过程由动能定理得：mgLsin mgcos L mgR1 cos 2mv D32cos 由得应满意条件：L 2sin cos R. 答案： 1 R 23 2cos mg 32sin cos 32cos R5、在水平向右的匀强电场中,有一质量为 m带正电的小球,用长为 l 的绝缘细线悬挂于O 点, 当小球在 B 点静止时细线与

11、竖直方向夹角为 ；现给小球一个垂直悬线的初速度,使小球恰能在竖直平面内做圆周运动；试问（1）小球在做圆周运动的过程中,在那一个位置的速度最小？速度最小值是多少？（2）小球在 B 点的初速度是多大？【解析】依据动能定理可得到：圆周运动的速度的最大值在平稳位置,即“ 物理最低点” ；速度的最小值在平稳位置的反方向上,即“ 物理最高点” ；最高点的最小速度是,g / 是等效重力加速度；5 / 16 高中物理动能定理的运用归纳与总结（1）如下列图,设小球受到的电场力为 FE小球在 B 点静止,就 FE=电场力与重力的合力F 大小肯定,方向沿AB 小球从 B 到 A 运动,克服合力 F 做功,由动能定理

12、得：可见 A 点克服阻力做功最多,速度最小；A 点等效为竖直面圆周运动的最高点；6 / 16 高中物理动能定理的运用归纳与总结对 A 点,依据牛顿定律得：所以 A 点速度的最小值为6、如下列图 , 在方向竖直向下的匀强电场中, 一绝缘轻细线一端固定于O点, 另一端系一带正电的小球在竖直平面内做圆周运动 . 小球的电荷量为 q, 质量为 m, 绝缘细线长为 L, 电场的场强为 E. 如带电小球恰好能通过最高点 A, 就在 A 点时小球的速度 v1 为多大 .小球运动到最低点 B 时的速度 v2 为多大 .运动到 B 点时细线对小球的拉力为多大 . 7 / 16 高中物理动能定理的运用归纳与总结二

13、、 分过程运用动能定理v1、一个物体以初速度 v 竖直向上抛出,它落回原处时的速度为 2,设运动过程中阻力大小保持不变,就重力与阻力之比为（）A. 5 : 3 B. 4 : 3 C. 2 : 1 D. 1 : 1【解析】上升： mg f h 1mv 222下降： mg f h 1m 1v2 2mg 5解得f 32、质量为 m 的物体以速度 v 竖直向上抛出,物体落回地面时,速度大小为 3/4v,设物体在运动中所受空气阻力大小不变,求：（ 1）物体运动中所受阻力大小；（ 2）如碰撞中无机械能缺失,求物体运动的总路程；【解析】 整个运动过程重力做功为零：（1）上升：mgfh112 mv22下降：m

14、gf hm3 4v2故：f7mg25（2）整个过程用动量定理,得：fs1 mv 22故：s2 25 v14 g8 / 16 高中物理动能定理的运用归纳与总结三、动能定理求变力做功问题1.、如下列图,质量为 m 的小球用长 L 的细线悬挂而静止在竖直位置；在以下三种情形下,分别用水平拉力 F 将小球拉到细线与竖直方向成 角的位置；在此过程中,拉力 F 做的功各是多少？用 F 缓慢地拉；（）（）F 为恒力；（）如 F 为恒力,而且拉到该位置时小球的速度刚好为零；可供挑选的答案有A.FLcoscosBFLsincosCFL1DmgL12、假如在足球竞赛中,某球员在对方禁区邻近主罚定位球,并将球从球门

15、右上角擦着横梁踢进球门球门的高度为 h,足球飞入球门的速度为 v,足球的质量为 m,不计空气阻力和足球的大小,就该球员将足球踢出时对足球做的功 W 为；3.如下列图, AB 为 1/4 圆弧轨道,半径为 0.8m,BC 是水平轨道,长 L=3m ,BC 处的摩擦系数为 1/15,今有质量 m=1kg 的物体,自A 点从静止起下滑到C 点刚好停止；求物体在轨道 AB 段所受的阻力对物体做的功；A R B C 4、如图 4-12 所示 ,质量为 m 的物体静放在水平光滑的平台上,系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮由地面以速度 v 0 向右匀速走动的人拉着 ,设人从地面上且从平台的边缘开头向右行至绳和

16、水平方向成 30 角处 ,在此过程中人所做的功为 : A. 1 mv 0 2B. mv 202C. 2 mv 0 2D. 3 mv 0 23 89 / 16 高中物理动能定理的运用归纳与总结5、2022 湖北黄冈 如下列图,一个质量为 动摩擦因数为 ,现给环一个向右的初速度m 的圆环套在一根固定的水平直杆上,环与杆的 v0,假如在运动过程中仍受到一个方向始终竖直向上的力 F 的作用,已知力 F 的大小为 Fkvk 为常数,v 为环的运动速度 ,就环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功 假设杆足够长 可能为 1 mv 0 2 1 mv 0 2 m 3g2 21 mv 0 2 m 3g2 2A、2

17、B、0 C、2 2 k D、2 2 k6、如下列图, 一劲度系数 k=800N/m 的轻弹簧两端各焊接着一个质量为 m=12kg 的物体； A、B 直立静止在水平地面上,现要加一竖直向上的力 F 在上面物体 A 上,使 A 开头向上做匀加速运动,经0.4s,B 刚要离开地面；设整个过程弹簧都处于弹性限度内（g 取 10m/s2）求：（1）此过程中所加外力 F 的最大值和最小值（2）此过程中力 F 所做的功【 解 析 】（1 ） 设 A 上 升 前 ,弹 簧 的 压 缩 量 为,B 刚要离开地面时弹10 / 16 高中物理动能定理的运用归纳与总结簧的伸长量为x2,A 上升的加速度为；A 原先静止

18、时,因受力平稳,有：设施加向上的力,使A 刚做匀加速运动时的最小拉力为F1 11 / 16 高中物理动能定理的运用归纳与总结B 恰好离开地面时,所需的拉力最大,设为 F2 对 A ：对 B：12 / 16 高中物理动能定理的运用归纳与总结由位移公式,对 A：联立解得：a=3.75m/s2 F1=45N F2=258N 13 / 16 高中物理动能定理的运用归纳与总结（2）力作用的0.4s 内,在末状态有,弹性势能相等, 由能量守恒知, 外力做了功, 将其他形式的能转化为系统的重力势能和动能,即：四、动能定理求连接体问题1、如下列图 ,mA=4kg,m B=1kg,A 与桌面间的动摩擦因数 =0

19、.2,B 与地面间的距离 s=0.8m,A、B 间绳子足够长,A 、B 原先静止,求：（g 取 10m/s2）（ 1）B 落到地面时的速度为多大；（2）B 落地后 ,A 在桌面上能连续滑行多远才能静止下来；14 / 16 高中物理动能定理的运用归纳与总结2、如图,质量为 m1 的物体 A 经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2 的物体 B 相连,弹簧的劲度系数为k,A、B 都处于静止状态；一条不行伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连物体 A,另一端连一轻挂钩；开头时各段绳都处于伸直状态,A 上方的一段绳沿竖直方向；现在挂钩上升一质量为 m3 的物体 C 并从静止状态释放,已知它恰好能使 B 离开地面但不连续上升；如将 C 换成另一个质量为（m1m2）的物体 D,仍从上述初始位置由静止状态释放,就这