7.动能和动能定理 知识点题库

传送带以恒定速度v=4m/s顺时针运行,传送带与水平面的夹角θ=37°.现将质量m=2kg的小物品轻放在其底端(小物品可看成质点),平台上的人通过一根轻绳用恒力F=20N拉小物品,经过一段时间物品被拉到离地高为H=1.8m的平台上,如图所示.已知物品与传送带这间的动摩擦因数μ=0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2 , 已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

①物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是多少?

②若在物品与传送带达到同速瞬间撤去恒力F,求物品还需多少时间离开皮带?

如图所示,Q为固定的正点电荷,A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为h和0.25h,将另一点电荷从A点由静止释放,运动到B点时速度正好变为零,若此电荷在A点处的加速度大小为3g/8,静电力常量为k,求:

  1. (1) 此电荷在B点处的加速度;
  2. (2) A、B两点间的电势差(用k、Q和h表示)
如图所示,一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定于O点处。将小球拉至A处时,弹簧恰好无形变,由静止释放小球,它运动到O点正下方B点速度为v,AB间的竖直高度差为h,则(   )

A . 由A到B过程合力对小球做的功等于mgh B . 由A到B过程小球的重力势能减少 C . 由A到B过程小球克服弹力做功为mgh D . 小球到达位置B时弹簧的弹性势能为
如图所示,倾角θ=30°的光滑斜面固定在地面上,长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上,其上端与斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接,物块由静止释放后向下运动,直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面),在此过程中(   )

A . 物块的机械能逐渐增加 B . 软绳的重力势能减少了 C . 物块重力势能的减少量等于软绳机械能的增加量 D . 软绳重力势能减少量小于其动能的增加量
静电喷漆技术具有效率高、浪费少、质量好、有利于工人健康等优点,其装置原理图如图所示A、B为两块平行金属板,间距d=0.40 m,两板间有方向由B指向A、场强

E=1.0x103N/C的匀强电场。在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P,油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒,油漆微粒的初速度V0=2.0 m/s,质量m=5.0x1015kg,电荷量q= -2.0xl0-16C,微粒的重力和所受空气阻力及微粒间的相互作用力均不计,油漆微粒最后都落在金属板B上.

试求:

  1. (1) 油漆微粒打在B板上的动能.
  2. (2) 油漆微粒最后落在B板上所形成的图形及其面积的大小(结果保留两位有效数字)
静止在光滑水平面上的物体,受到水平拉力F的作用,拉力F随时间t变化的图像如图所示,则下列说法中正确的是(   )

A . 0~4 s内物体的位移为零 B . 0~4 s内拉力对物体做功为零 C . 4 s末物体的动量为零 D . 0~4 s内拉力对物体的冲量为零
在真空示波管中建立xOy坐标系,如图所示,在0< x < x1=0.12m的范围存在平行于y轴向下的匀强电场,电场强度E=4500N/C,一个电子由静止开始经加速电场加速后,由y1=0.1m处平行于x轴进入电场。电子离开电场后继续运动打到荧光屏上的P点(荧光屏未画出),P点纵坐标y3=0.15m。已知电子质量m=9.0×1031 kg,电荷量e=1.6×1019 C,加速电场电压U0=1 620 V。(电子一直在xOy平面内运动,所受重力不计)。求:

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  1. (1) 电子射入偏转电场时的初速度v0
  2. (2) 电子离开电场时的纵坐标y2
  3. (3) 荧光屏所在处的横坐标x2
如图所示,光滑水平面上有一长木板,长木板的上表面也是水平光滑的,右端用细绳拴在墙上,左端上部固定一轻质弹簧.质量为m=1kg的铁球以某一初速度v0(未知)在木板的上表面上向左匀速运动.铁球与弹簧刚接触时绳子绷紧,小球的速度仍与初速度相同,弹簧被压缩后,铁球的速度逐渐减小,当速度减小到初速度的一半时,弹簧的弹性势能为3J,此时细绳恰好被拉断(不考虑这一过程中的能量损失),此后木板开始向左运动.
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  1. (1) 铁球开始运动时的初速度是多少?
  2. (2) 若木板的质量M为1kg,木板开始运动后弹簧的弹性势能最大是多少?
  3. (3) 为使木板获得的动能最大,木板的质量应为多大?
图(a)为玩具弹弓,轻质橡皮筋连接在把手上A、B两点,一手握住把手不动,使AB连线水平,C为自由伸长时橡皮筋中点轻弹夹的位置,如图(b).AO=OB=6cm,另一手捏着装有质量为10g弹珠的弹夹,从C点由静止竖直向下缓慢移动到D点,放手后弹珠竖直向上射出,刚好上升到离D点2.015米高的楼顶处.测得∠ACB=44°,∠ADB=23°,取tan22°=0.4,tan11.5°=0.2,g=10m/s2 , 不计空气 阻力.求:

  1. (1) 从C到D的过程中,弹珠重力所做的功及手所做的功;
  2. (2) 若还将橡皮筋拉到相同长度,仅改变发射方向,弹珠向斜上方运动到高出释放 点8m处的速率.
人们对电场的认识是不断丰富的,麦克斯韦经典电磁场理论指出,除静止电荷产生的静电场外,变化的磁场还会产生感生电场。静电场和感生电场既有相似之处,又有区别。电子质量为m,电荷量为e。请分析以下问题。

  1. (1) 如图1所示,在金属丝和金属板之间加以电压 ,金属丝和金属板之间会产生静电场,金属丝发射出的电子在静电场中加速后,从金属板的小孔穿出。忽略电子刚刚离开金属丝时的速度,求电子穿出金属板时的速度大小v;
  2. (2) 电子感应加速器是利用感生电场加速电子的装置,其基本原理如图2所示。上图为侧视图, 为电磁铁的两个磁极,磁极之间有一环形真空室,下图为真空室的俯视图。电磁铁线圈中电流发生变化时,产生的感生电场可以使电子在真空室中加速运动。

    a.如果电子做半径不变的变加速圆周运动。已知电子运动轨迹半径为 ,电子轨迹所在处的感生电场的场强大小恒为 ,方向沿轨迹切线方向。求初速为 的电子经时间 获得的动能 及此时电子所在位置的磁感应强度大小

    b.在静电场中,由于静电力做的功与电荷运动的路径无关,电荷在静电场中具有电势能,电场中某点的电荷的电势能与它的电荷量的比值,叫做这一点的电势。试分析说明对加速电子的感生电场是否可以引入电势概念。

如图,一小物块以初速度v1 , 开始由A点沿水平面滑至B点时速度为v2 , 若该物块仍以速度v1从A点沿两斜面滑动至B点时速度为v2′,已知斜面和水平面与物块的动摩擦因数相同,则(   )

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A . B . C . D . 沿水平面到B点时间与沿斜面到达B点时间相等
如图,物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧,物体A、B的质量分别为m、 ,开始时细绳伸直,用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h,物体B静止在地面上。放手后物体A下落,与地面即将接触时速度为v,此时物体B对地面恰好无压力,则下列说法中正确的是(   )

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A . 弹簧的劲度系数k= B . 此时物体B的加速度为零 C . 下落过程A减少的重力势能等于A增加的动能 D . 此时弹簧的弹性势能等于
如图所示,质量为m=0.2kg的小球套在固定的光滑圆环上,圆环的圆心为O,轻质弹簧的一端固定于圆心,另一端与小球相连,弹簧、小球和圆环在同一竖直平面内,B、C分别为圆环的最低点和最高点.小球受到水平向右的恒力F作用,静止于圆环上A点且恰好与圆环间无相互作用,此时弹簧与竖直方向上的夹角θ=60o.已知弹簧劲度系数k=40N/m,原长l0=0.6m,g取10m/s2.

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  1. (1) 求水平力F的大小;
  2. (2) 撤掉F,求小球运动到B点时对轨道的压力的大小;
  3. (3) 若圆环粗糙,撤掉F同时使小球获得大小为5m/s的速度,小球运动到最高点C处对轨道的压力为6N,求此过程中小球克服摩擦力做的功.
一个物体做变速运动时,下述说法中正确的是(   )
A . 合外力一定对物体做功,使物体动能发生变化 B . 合外力一定对物体做功,但物体的动能可能不变 C . 合外力可能不对物体做功,物体动能不变 D . 合外力可能对物体做功,使物体动能变化
如图,半径R=0.5m的光滑圆弧轨道ABC与足够长的粗糙轨道CD在C处平滑连接,O为圆弧轨道ABC的圆心,B点为圆弧轨道的最低点。半径OA、OC与OB的夹角分别为53°和37°。将一个质量m=0.5kg的物体(视为质点)从A点左侧高为h=0.8m处的P点水平抛出,恰从与p点水平距离为1.2m的A点沿切线方向进入圆弧轨道。已知物体与轨道CD间的动摩擦因数μ=0.8,重力加速度g=10m/s2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:

  1. (1) 物体水平抛出时的初速度大小v0
  2. (2) 物体经过B点时,对圆弧轨道压力大小FN
  3. (3) 物体在轨道CD上运动的距离。
如图,半径为 的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为 带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,珠子所受静电力是其重力的 倍,将珠子从环上最低位置 点静止释放,求

  1. (1) 珠子所能获得的最大动能 ?
  2. (2) 要使珠子做完整的圆周运动,在 点至少给珠子以多大的初速度?
如图所示,装置由AB、BC、CD三段轨道组成,轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接,其中轨道AB、CD段是光滑的,水平轨道BC的长度x=5m,轨道CD足够长且倾角θ=37°,A、D两点离轨道BC的高度分别为h1=4.30m、h2=1.35m.现让质量为m的小滑块(可视为质点)自A点由静止释放,已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10m/s2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:

  1. (1) 小滑块第一次到达D点时的速度大小;
  2. (2) 小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔;
  3. (3) 小滑块最终停止的位置距B点的距离。
幼儿园滑梯(如图甲所示)是孩子们喜欢的游乐设施之一,滑梯可以简化为如图乙所示模型。一质量为m的小朋友(可视为质点),从竖直面内、半径为r的圆弧形滑道的A点由静止开始下滑,利用速度传感器测得小朋友到达圆弧最低点B时的速度大小为(g为当地的重力加速度)。已知过A点的切线与竖直方向的夹角为30°,滑道各处动摩擦因数相同,则小朋友在沿着AB下滑的过程中(   )

A . 克服摩擦力做功为 B . 处于先失重后超重状态 C . 重力的功率先减小后增大 D . 在最低点B时对滑道的压力大小为
关于摩擦力和作用力与反作用力做功的关系,下列说法正确的是(   )
A . 静摩擦力总是做正功,滑动摩擦力总是做负功 B . 静摩擦力和滑动摩擦力都可能对物体不做功 C . 作用力与反作用力所做的功一定大小相等 D . 作用力做正功时,反作用力一定做负功
一列火车质量是1000t,由静止开始以额定功率P=1.5×107W沿平直轨道向某一方向运动,前进1min时达到最大速度。设火车所受阻力恒定为车重的0.05倍,g取10m/s2 , 求:
  1. (1) 火车行驶的最大速度;
  2. (2) 火车1min行驶的距离;
  3. (3) 当火车的速度为10m/s时火车的加速度。
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