2021高一物理-4.3-4.4-动能-动能定理-第三课时-每课一练(教科版必修2).docx
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1、题组一利用动能定理求变力做功图11如图1所示,由细管道组成的竖直轨道,其圆形部分半径分别是R和,质量为m的直径略小于管径的小球通过这段轨道时,在A点时刚好对管壁无压力,在B点时对管外侧壁压力为(A、B均为圆形轨道的最高点)求小球由A点运动到B点的过程中摩擦力对小球做的功答案mgR解析由圆周运动的学问可知,小球在A点时的速度vA.小球在A点的动能EkAmvmgR设小球在B点的速度为vB,则由圆周运动的学问得mmgmg.因此小球在B点的动能EkBmvmgR.小球从A点运动到B点的过程中,重力做功WGmgR.摩擦力做功为Wf,由动能定理得:EkBEkAmgRWf,由此得WfmgR.2一个人站在距地面
2、20 m的高处,将质量为0.2 kg的石块以v012 m/s的速度斜向上抛出,石块的初速度方向与水平方向之间的夹角为30,g取10 m/s2,求:(1)人抛石块过程中对石块做了多少功?(2)若不计空气阻力,石块落地时的速度大小是多少?(3)若落地时的速度大小为22 m/s,石块在空中运动过程中克服阻力做了多少功?答案(1)14.4 J(2)23.32 m/s(3)6 J解析(1)依据动能定理知,Wmv14.4 J(2)不计空气阻力,依据动能定理得mghmv解得v123.32 m/s(3)由动能定理得mghWf解得Wfmgh()6 J3如图2甲所示,一质量为m1 kg的物块静止在粗糙水平面上的A
3、点,从t0时刻开头,物块受到按如图乙所示规律变化的水平力F作用并向右运动,第3 s末物块运动到B点时速度刚好为0,第5 s末物块刚好回到A点,已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数0.2(g取10 m/s2),求:图2(1)A与B间的距离;(2)水平力F在5 s内对物块所做的功答案(1)4 m(2)24 J解析(1)依据题目条件及题图乙可知,物块在从B返回A的过程中,在恒力作用下做匀速直线运动,即Fmgma.由运动学公式知:xABat2代入数据解得:xAB4 m(2)物块在前3 s内动能转变量为零,由动能定理得:W1Wf0,即W1mgxAB0则前3 s内水平力F做的功为W18 J依据功的定义式W
4、Fx得,水平力F在第3 s5 s时间内所做的功为W2FxAB16 J则水平力F在5 s内对物块所做的功为WW1W224 J.题组二利用动能定理分析多过程问题4一艘由三个推力相等的发动机推动的气垫船在湖面上由静止开头加速前进s距离后,关掉一个发动机,气垫船匀速运动,当气垫船将要运动到码头时,又关掉两个发动机,最终它恰好停在码头,则三个发动机都关闭后,气垫船通过的距离是多少?(设气垫船所受阻力恒定)答案解析设每个发动机的推力是F,气垫船所受的阻力是f.当关掉一个发动机时,气垫船做匀速运动,则:2Ff0,f2F.开头阶段,气垫船做匀加速运动,设末速度为v,气垫船的质量为m,应用动能定理有(3Ff)s
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