动能定理及应用 知识点题库

某同学利用如图所示的装置验证动能定理.该装置由斜面和很短一段水平部分组成,固定并调整斜槽,使它的末端O点的切线水平,在水平地面上依次铺放好木板、白纸、复写纸.将小球从不同的标记点由静止释放,记录小球到达斜槽底端时下落的高度H,并根据落点位置测量出小球平抛的水平位移x.

改变小球在斜槽上的释放位置,进行多次测量,记录数据如下:

高度H(h为单位长度)

h

2h

3h

4h

5h

6h

7h

8h

9h

水平位移 x/cm

5.5

9.1

11.7

14.2

15.9

17.6

19.0

20.6

21.7

①已知斜槽倾角为θ,小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ,斜槽底端离地的高度为y.小球从斜槽上滑下的过程中,动能定理若成立应满足的关系式是(利用给定和测得的物理量)

②以H为横坐标,以为纵坐标,在坐标纸上描点作图,如图乙所示.图线不过坐标原点的原因是

如图所示,水平传送带以速率v=3m/s匀速运行.工件(可视为质点)以v0=1m/s的速度滑上传送带的左端A,在传送带的作用下继续向右运动,然后从传送带右端B水平飞出,落在水平地面上.已知工件的质量m=1kg,工件与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,抛出点B距地面的高度h=0.80m,落地点与B点的水平距离x=1.2m,g=10m/s2 . 传送带的轮半径很小.求:

  1. (1) 工件离开B点时的速度;

  2. (2) 在传送工件的过程中,

    a.传送带对工件做的功;

    b.传送此工件由于摩擦产生的热量.

如图所示,水平传送带A、B两端相距S=3.5m,工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1.工件滑上A端瞬时速度VA=4m/s,达到B端的瞬时速度设为VB , 则下列说法中错误的是(   )

A . 若传送带不动,则VB=3m/s B . 若传送带逆时针匀速转动,VB一定等于3m/s C . 若传送带顺时针匀速转动,VB一定等于3m/s D . 若传送带顺时针匀速转动,VB可能等于3m/s
如图所示,相距为d的两平行金属板A、B足够大,板间电压恒为U,有一波长为λ的细激光束照射到B板中央,使B板发生光电效应,已知普朗克常量为h,金属板B的逸出功为W0 , 电子质量为m,电荷量为e.求:

  1. (1) 从B板运动到A板所需时间最短的光电子,到达A板时的动能;
  2. (2) 光电子从B板运动到A板时所需的最长时间.
如图所示,象棋子压着纸条,放在光滑水平桌面上。第一次沿水平方向将纸条抽出,棋子落在地面上的P点。将棋子、纸条放回原来的位置,仍沿原水平方向将纸条抽出,棋子落在地面上的Q点,与第一次相比(   )

A . 棋子受到纸条的摩擦力较大 B . 棋子落地速度与水平方向夹角较大 C . 纸条对棋子的摩擦力做功较多 D . 棋子离开桌面至落地过程中动能增量较大
如图所示,固定的光滑轨道MON的ON段水平,且与MO段平滑连接。将质量为m的小球a从M处由静止释放后沿MON运动,在N处与质量也为m的小球b发生正碰并粘在一起。已知MN两处的高度差为h,碰撞前小球b用长为h的轻绳悬挂于N处附近。两球均可视为质点,且碰撞时间极短。

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  1. (1) 求两球碰撞前瞬间小球a的速度大小v;
  2. (2) 求两球碰撞后的速度大小
  3. (3) 若悬挂小球b的轻绳所能承受的最大拉力为2.5mg,通过计算说明两球碰后轻绳是否会断裂?
质量为m的物体以速度v0竖直向上抛出,物体落回地面时,速度大小为 ,设物体在运动中所受空气阻力大小不变,若物体落地碰撞过程中无能量损失,则物体运动的总路程为(   )
A . B . C . D .
“┙”型滑板,(平面部分足够长),质量为4m,距滑板的A壁为L1距离的B处放有一质量为m,电量为+q的大小不计的小物体,小物体与板面的摩擦不计,整个装置处于场强为E的匀强电场中,初始时刻,滑板与小物体都静止,试求:

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  1. (1) 释放小物体,第一次与滑板A壁碰前小物体的速度v1多大?
  2. (2) 若小物体与A壁碰后相对水平面的速度大小为碰前的 ,碰撞时间极短,则碰撞后滑板速度多大?(均指对地速度)
  3. (3) 若滑板足够长,小物体从开始运动到第二次碰撞前,电场力做功为多大?
传送带是现代生产、生活中广泛应用于运送货物的运输工具,其大量应用于工厂、车站、机场、地铁站等.如图所示,地铁一号线的某地铁站内有一条水平匀速运行的行李运输传送带,假设传送带匀速运动的速度大小为v,且传送带足够长.某乘客将一个质量为m的行李箱轻轻地放在传送带一端,行李箱与传送带间的动摩擦因数为μ.当行李箱的速度与传送带的速度刚好相等时,地铁站突然停电,假设传送带在制动力的作用下立即停止运动.则下列说法中正确的有:(   )

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A . 行李箱在传送带上运动的总时间为 B . 行李箱相对于传送带的总位移为0 C . 行李箱与传送带之间因摩擦产生的热量为mv2 D . 由于运送行李箱,整个过程中传送带多消耗的电能为 mv2
如图所示,与水平面夹角设 =37°的斜面和半径R= 0.4m的光滑圆轨道相切于B点,且固定于竖直平面内,质量m=1kg的滑块从斜面上的A点由静止释放,经B点后沿圆轨道运动,并恰能通过最高点C,已知滑 块与斜面间动摩擦因数μ=0.25,g=10m/s2 , sin37°=0.6.cos37°=0.8.求:

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  1. (1) 滑块在C点的速度大小vC
  2. (2) 滑块在B点的动能EkB
  3. (3) A、B两点间的高度差h
如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示.则(   )

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A . a一定带正电,b一定带负电 B . a的速度将减小,b的速度将增加 C . a的加速度将减小,b的加速度将增加 D . 两个粒子的动能都增加
如图所示,水平固定的粗糙直杆上套有一质量为m的小球。轻弹簧一端固定在O点,另一端与小球相连,弹簧与直杆在同一竖直面内,直杆上有a、b、c、d四点,ab=bc,b在O点正下方,小球在a、d两点时,弹簧弹力大小相等。开始时,小球静止于d点,然后给小球一水平向右的初速度v0 , 小球经过cb两点时速度大小分别为vc、vb , 到达a点时速度恰好减小为0。则下列说法正确的是(   )

A . 小球能在a点静止 B . 若在a点给小球一水平向左的初速度v0 , 小球不能到达d点 C . 若在a点给小球一水平向左的初速度v0 , 小球经过b点时速度大于vb D . 若在a点给小球一水平向左的初速度v0 , 小球经过c点时速度大小为
质量为1kg的物体以某一初速度在水平面上滑行,由于摩擦阻力的作用,其动能随位移变化的图线如图所示,g取10m/s2 , 则以下说法中正确的是(   )

A . 物体与水平面间的动摩擦因数为0.25 B . 物体与水平面间的动摩擦因数为0.4 C . 物体滑行的总时间为4s D . 物体滑行的总时间为2.5s
如图所示,一半径为R=0.4m的粗糙的半圆形轨道,竖直固定在水平地面上,其底端刚好与水平面相切,一质量为m=0.5kg的小球A在轨道的最低点以 m/s的速度冲上半圆形轨道做圆周运动,到达轨道最高点时的速度 m/s,取g=10m/s2 , 求:

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  1. (1) 小球A在半圆形轨道最低点时对轨道的压力大小;
  2. (2) 小球A从轨道最低点运动到轨道最高点的过程中,球A克服阻力所做的功;
  3. (3) 当小球A通过圆弧最高点时,另一个小球B恰好从距离圆弧轨道低端L=0.4m的水平地面上竖直向上抛出,若两小球能在空中相遇,小球B向上抛出的初速度vB的大小为多少。
如图为一传送装置,其倾斜部分与水平方向之间的夹角 ,传送带水平部分的长度为2.4m。传送装置以速度 逆时针匀速转动。某时刻有一质量为 的物块A从传送装置最下端以速度 射入,射入时速度方向与传送装置的倾斜部分平行,在物块A射入的同时将质量为2m的物块B轻放于传送装置水平部分的最右端,B物块刚转过水平部分立即与A物块发生碰撞(设B物块经过转弯处时速度方向立即改变,大小不变),两物块碰撞后立刻粘合在一起运动。已知两物块与传送带间的动摩擦因数均为 ,重力加速度 。试求:

  1. (1) 两物块从开始释放到碰撞所经历的时间;
  2. (2) 两物块碰后瞬间的速度大小;
  3. (3) 碰撞后两物块与传送装置间因摩擦而产生的热量。
一篮球质量为 ,一运动员使其从距地面高度为 处由静止自由落下,反弹高度为 。若使篮球从距地面 的高度由静止下落,并在开始下落的同时向下拍球、球落地后反弹的高度也为 。假设该篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变。重力加速度大小取 ,不计空气阻力。求:运动员拍球过程中对篮球所做的功。
如图甲所示,地面上竖直放置一轻质弹簧,质量为的小球在其正上方处A点,自由下落到弹簧上,从小球自A点下落至运动到最低点C过程中的部分关系图像如图乙所示,不计空气阻力和小球与弹簧碰撞时损失的机械能,根据图像判断下列说法正确的是(   )

A . 弹簧的弹性系数为 B . 小球的最大速度为 C . 小球的最大加速度为 D . A到C小球的位移为
如图所示,浅色传送带与地面的倾角37°,从A到B长度为L=16m,传送带以速度v0=10m/s逆时针转动。在传送带上A端无初速度地放一个质量为m=0.5kg的黑色煤块,它与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2 , 求:

  1. (1) 煤块从A运动到B的速度v;
  2. (2) 煤块从A到B的过程中传送带上留下划痕的长度。
质量为1kg的物块以某一初速度沿斜面从底端上滑,其重力势能和动能随上滑距离s的变化如图中直线I、Ⅱ所示,以斜面底端所在水平面为重力势能的参考面,重力加速度取。则(   )

A . 物块上滑过程中机械能守恒 B . 物块与斜面间的滑动摩擦力大小为4N C . 物块下滑时加速度的大小为 D . 物块返回到斜面底端时的动能为10J
如图所示,水平地面上质量为m=1.0kg的小滑块将左侧固定的轻弹簧压缩。现将滑块由静止释放,滑块离开弹簧后经过A点时的速度大小为。已知A点左侧地面光滑,AB段长为L=1.0m,与滑块的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度g取10m/s2

  1. (1) 求释放滑块前,弹簧的弹性势能Ep
  2. (2) 求滑块运动到B点时的速度大小v2
  3. (3) 若在B点右侧竖直平面内连接一光滑的四分之一圆弧轨道(图中未画出),圆弧轨道与地面相切于B点,圆弧轨道半径R=0.4m。求滑块第一次运动至圆弧轨道最高点时对轨道的压力大小F和滑块最终静止时离A点的距离x。
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