动能定理的综合应用 知识点题库

物体运动过程中,重力对其做功﹣500J,则物体的(  )

A . 动能一定增加500J B . 动能一定减少500J C . 重力势能一定增加500J D . 机械能一定减少500J
如图所示,a、b、c、d为某匀强电场中的四个点,且ab∥cd、ab⊥bc,bc=cd=2ab=2L,电场线与四边形所在平面平行.已知φa=16V,φb=20V,φd=4V.一个质子经过b点的速度大小为v0 , 方向与bc夹角为45°,一段时间后经过c点,e为质子的电量,不计质子的重力,则(   )

A . c点电势为12V B . 场强的方向由a指向c C . 质子从b运动到c电场力做功为12eV D . 质子从b运动到c所用的时间为
一物体在水平拉力F作用下在水平面做直线运动,作用2秒后撒去拉力F,其v﹣t图象如图所示,已知物体质量m=1kg,则下列说法正确的是(   )

A . 从开始到第2s末,合外力做功为100J B . 从第2s末到第6s末,合外力做功为﹣100J C . 全过程合外力做功为50J D . 全过程拉力做功为75J
光滑斜面上物块A被平行斜面的轻质弹簧拉住静止于O点,如图所示,现将A沿斜面拉到B点无初速释放,物体在BC范围内做简谐运动,则下列说法错误的是(   )

A . 在振动过程中,物体A和弹簧组成的系统机械能守恒 B . 从B到C的过程中,合外力对物块A的冲量为零 C . 物块A从B点到O点过程中,动能的增量等于弹性势能的减小量 D . B点时物体A的机械能最小
一子弹以水平速度v射入一树干中,射入深度为S. 设子弹在树中运动所受阻力是恒定的,那么子弹以v/2的速度水平射入树干中,射入深度是(    )
A . S B . S/2 C . S D . S/4
如图所示,倾角θ=37°的光滑固定斜面上放有A、B、C三个质量均为m的物块(均可视为质点),A固定,C与斜面底端处的挡板接触,B与C通过轻弹簧相连且均处于静止状态,A、B间的距离为d。现释放A,一段时间后A与B发生碰撞,重力加速度大小为g,取sin37°=0.6,cos37°=0.8。

  1. (1) 求A与B碰撞前瞬间A的速度大小v0
  2. (2) 若A、B碰撞为弹性碰撞,碰撞后立即撤去A,且B沿斜面向下运动到速度为零时(此时B与C未接触弹簧仍在弹性限度内),弹簧的弹性势能增量为Ep , 求B沿斜面向下运动的最大距离x;
  3. (3) 若A下滑后与B碰撞并粘在一起,且C刚好要离开挡板时,A、B的总动能为Ek , 求弹簧的劲度系数k。
如图甲所示,在光滑水平面上的两小球发生正碰。小球的质量分别为 。图乙为它们碰撞过程的s-t图像。已知 。由此可以判断(   )

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A . B . 碰前 静止, 向右运动 C . 碰后 都向右运动 D . 碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能
如图a所示,弹簧下端与静止在地面上的物块B相连,物块A从距弹簧上端H处由静止释放,并将弹簧压缩,弹簧形变始终在弹性限度内。已知A和B的质量分别为m1 和 m2 , 弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g,不计空气阻力。取物块A刚接触弹簧时的位置为坐标原点O,竖直向下为正方向,建立 x 轴。
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  1. (1) 在压缩弹簧的过程中,物块A所受弹簧弹力为F , 请在图b中画出F 随x变化的示意图;并根据此图像,确定弹簧弹力做功的规律;
  2. (2) 求物块A在下落过程中最大速度vm 的大小;
  3. (3) 若用外力F将物块 A压住(A与弹簧栓接),如图c所示。撤去 F后,A 开始向上运动,要使B能够出现对地面无压力的情况,则F至少多大?
如图所示为演示“过山车”原理的实验装置,该装置由两段倾斜直轨道与一圆轨道拼接组成,在圆轨道最低点处的两侧稍错开一段距离,并分别与左右两侧的直轨道平滑相连。

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某研学小组将这套装置固定在水平桌面上,然后在圆轨道最高点A的内侧安装一个薄片式压力传感器(它不影响小球运动,在图中未画出)。将一个小球从左侧直轨道上的某处由静止释放,并测得释放处距离圆轨道最低点的竖直高度为h,记录小球通过最高点时对轨道(压力传感器)的压力大小为F。此后不断改变小球在左侧直轨道上释放位置,重复实验,经多次测量,得到了多组h和F,把这些数据标在F-h图中,并用一条直线拟合,结果如图所示。

为了方便研究,研学小组把小球简化为质点,并忽略空气及轨道对小球运动的阻力,取重力加速度g=10m/s2。请根据该研学小组的简化模型和如图所示的F-h图分析:

  1. (1) 当释放高度h=0.20m时,小球到达圆轨道最低点时的速度大小v;
  2. (2) 圆轨道的半径R和小球的质量m;
  3. (3) 若两段倾斜直轨道都足够长,为使小球在运动过程中始终不脱离圆轨道,释放高度h应满足什么条件。

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两材料完全相同的、可视为质点的滑块甲和滑块乙放在粗糙的水平面上,在两滑块的右侧固定一挡板。已知两滑块与水平面之间的动摩擦因数均为μ,甲、乙两滑块的质量分别为m1=3m、m2=2m,且在水平面上处于静止状态。现给滑块甲一向右的初速度v0(未知),使滑块甲和滑块乙发生无能量损失的碰撞,经过一段时间滑块乙运动到挡板处且被一接收装置接收,而滑块甲未与挡板发生碰撞,开始两滑块之间的距离以及滑块乙与挡板之间的距离均为L,重力加速度为g。滑块甲与滑块乙碰后的瞬间速度分别用v1、v2表示,下列正确的说法是(   )

A . v1∶v2=1∶5 B . v1∶v2=1∶6 C . v0的最小值为 D . v0的最小值为
有一种利用电磁分离同位素的装置,可以将某种化学元素的其它类型的同位素去除而达到浓缩该种特殊的同位素的目的,其工作原理如图所示.粒子源A产生的初速度为零、电荷量为e、质量为m的氕核和质量为2m氘核,经过电压为U0的加速电场加速后匀速通过准直管,从偏转电场的极板左端中央沿垂直电场方向射入匀强偏转电场,偏转后通过位于下极板中心位置的小孔S离开电场,进入范围足够大、上端和左端有理想边界、磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁场区域的上端以偏转电场的下极板为边界,磁场的左边界MN与偏转电场的下极板垂直,且MN与小孔S左边缘相交于M点.已知偏转极板的长度为其板间距离的2倍,整个装置处于真空中,粒子所受重力、小孔S的大小及偏转电场的边缘效应均可忽略不计.

  1. (1) 求氕核通过孔S时的速度大小及方向;
  2. (2) 若氕核、氘核进入电场强度为E的偏转电场后,沿极板方向的位移为x,垂直于极板方向的位移为y,试通过推导y随x变化的关系式说明偏转电场不能将氕核和氘核两种同位素分离(即这两种同位素在偏转电场中运动轨迹相同);
  3. (3) 在磁场边界MN上设置同位素收集装置,若氕核的收集装置位于MN上S1处,氘核的收集装置位于MN上S2处.求S1和S2之间的距离.
质量为m的小球从距地面高H处的A点由静止释放,经过时间t1后落入泥潭,由于受到阻力f的作用,小球又经t2时间后静止于泥潭中,已知小球在泥潭中下降的距离为h,重力加速度为g,小球刚接触泥潭的速度为v,不计空气阻力,关于小球的下落过程,下列分析正确的是(    )
A . 对小球自由下落的过程,由动量定理可有 B . 对小球自由下落的过程,由机械能守恒可有 C . 对小球进入泥潭的过程,由动能定理可有 D . 对小球下落的整个过程,由动能定理可有
如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系xOy,x轴水平,y轴竖直,在第二象限有沿x轴负方向的匀强电场,其电场强度的大小为E,一长为L的绝缘轻绳一端固定在A(0,2L)点,另一端系一带正电的小球(视为质点),电荷量为 (m为小球质量,g为重力加速度),开始时绳刚好水平拉直,现将小球静止释放。

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  1. (1) 求小球从第一象限通过y轴时的速度大小;
  2. (2) 若小球运动到y轴时轻绳断裂,小球能到达x轴上的B点(未画出),求B点的位置坐标;
  3. (3) 若小球能通过y轴继续运动,当速度最大时,绳中的拉力恰好达到绳子所能承受的最大拉力,求轻绳能承受的最大拉力。
如图所示,斜面 下端与光滑的圆弧轨道 相切于 。整个装置竖直固定, 是最低点,圆心角 与圆心 等高,圆弧轨道半径 ,斜面长 部分光滑, 部分粗糙。现有一个质量 的小物块 从斜面上端 点无初速下滑,物块 与斜面 部分之间的动摩擦因数 忽略空气阻力。求:

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  1. (1) 物块第一次通过 点时的速度大小
  2. (2) 物块第一次通过 点时受到轨道的支持力大小
  3. (3) 物块最终停在轨道的 区域还是 区域?所停位置距离 点有多远?
我们曾在第四章中用牛顿运动定律解答过一个问题:民航客机机舱紧急出口的气囊是一条连接出口与底面的斜面,若斜面高3.2m,斜面长6.5m,质量为60 的人沿斜面滑下时所受的阻力是240N,求人滑至底端时的速度大小,g取10 。请用动能定理解答。
如图所示,两个相同的小球a、b,a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑,同时,b从同一高度平抛。小球a、b(   )

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A . 落地时的速度相同 B . 落地时重力的瞬时功率 C . 运动到地面时动能相等 D . 从运动到落地的过程中重力的平均功率相等
如图所示,在场强E=104 N/C的水平匀强电场中,有一根长l=15cm的细线,一端固定在O点,另一端系一个质量m=3g、电荷量q=2×10-6C的带正电小球,当细线处于水平位置时,小球从静止开始释放,g取10m/s2 , 求:

  1. (1) 若取A点电势为零,小球在B点电势为多大?
  2. (2) 小球运动到B点绳子张力为多大?
如图(1)的“风车”江山人叫做“谷扇”,是农民常用来精选谷种的农具。在同一风力作用下,谷种和瘪谷(空壳)谷粒都从洞口水平飞出,结果谷种和瘪谷落地点不同,自然分开,简化如图(2)。对这一现象,下列分析正确的是(   )

A . 谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动 B . 谷种和瘪谷从飞出洞口到落地的时间相同 C . M处是瘪谷,N处为谷种 D . 谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度要大些
如图,在x轴的下方以坐标原点O为圆心,半径为r的半圆形区域内有垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场,在x轴上方-r≤x≤r的区域内存在沿y轴正方向的匀强电场,电场场强大小为E。一质量为m,电量为e的电子从y轴上P点由静止释放,不计电子的重力。

  1. (1) 若电子第一次经过磁场时速度方向改变了120°,求电子在磁场中运动时的动量大小;
  2. (2) 要使电子经过磁场之后不再经过x轴,求电子在电场中电势能减少量的最小值;
  3. (3) 若P点距原点O的距离 , 求电子在电场、磁场中运动的总时间。
如图甲所示,轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,质量为m的小球,从弹簧上端静止下落。若以小球开始下落的位置为坐标原点,建立竖直向下坐标轴Ox,小球下落至最低点过程中的a-x图像如图乙所示(图中标示坐标值、g均为已知量),不计空气阻力,重力加速度为g。则( )

A . 弹簧的劲度系数 B . 弹簧的最大弹力 C . 小球向下运动过程中最大加速度 D . 小球向下运动过程中最大速度
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