动能定理的综合应用 知识点题库

如图所示,A、B为两块水平放置的金属板,通过闭合的开关S分别与电源两极相连,两极中央各有一个小孔a和b,在a孔正上方某处放一带电质点由静止开始下落,若不计空气阻力,该质点到达b孔时速度恰为零,然后返回.现要使带电质点能穿过b孔,则可行的方法是(   )

A . 保持S闭合,将A板适当上移 B . 保持S闭合,将B板适当下移 C . 先断开S,再将A板适当上移 D . 先断开S,再将B板适当下移
水平面上质量为m=10kg的物体受到的水平拉力F随位移s变化的规律如图所示,物体匀速运动一段时间后,拉力逐渐减小,当s=7.5m时拉力减为零,物体也恰好停下.取g=10m/s2 , 下列结论正确的是(  )

A . 物体与水平面间的动摩擦因数为0.12 B . 合外力对物体所做的功约为﹣40J C . 物体匀速运动时的速度为2m/s D . 物体运动的时间为0.4s
如图为示波管中电子枪的原理示意图,A为发射电子的阴极,K为接在高电势的加速极,A、K之间电压为U,电子离开阴极时的速度可以忽略,电子经加速后从K的小孔中射出的速度大小为v,下列说法正确的是(  )

A . 如果A,K之间距离减半而电压仍为U,那么电子离开K的速度为2v B . 如果A,K间距离减半电压仍为U,那么电子经过K时的速度为 v C . 如果A,K间距离保持不变而电压减半,那么电子离开K时的速度为 v D . 如果A,K间距离保持不变而电压减半,那么电子离开K时的速度为
如图所示,物体AB的质量均为m=0.1kg,B静置于劲度系数k=100N/m竖直轻弹簧的上端且B不与弹簧连接,A从距B正上方h=0.2m处自由下落,AB相碰并粘在一起.弹簧始终在弹性限度内,g=10m/s2 . 下列说法正确的是(   )

A . AB组成的系统机械能守恒 B . B运动的最大速度大于1m/s C . B物体上升到最高点时与初位置的高度差为0.05m D . AB在最高点的加速度大小等于10m/s2
如图所示,竖直平面内半径R=045m的光滑半圆形轨道BCD,与倾角为37°的斜面在B点处圆滑连接。A、D两点等高,在A处固定一弹射器。质量m=0.2kg的小物块(可看作质点)从弹射器弹出后,沿动摩擦因数μ=0.5的斜面下滑,到达B端时速度为 m/s,然后通过半圆形轨道从D点水平飞出,求:

  1. (1) 小物块被弹射器弹出过程中,弹射器释放的弹性势能;
  2. (2) 小物块在D点时对轨道的作用力;
  3. (3) 小物块从D点飞出后落在斜面上离B点的距离。
有一根轻杆AB,可绕O点在竖直平面内自由转动,在AB两端各固定一个质量为m的小球,OA和OB的长度分别为2a和a,开始时,杆AB静止在水平位置,释放后杆AB转到竖直位置,已知重力加速度为g,求:
  1. (1) B处小球的速度是多少?
  2. (2) 轻杆对小球A做功多少?
  3. (3) 此时转轴O点对轻杆的作用力为多大?
如图所示,粗糙水平轨道AB与半径为R的光滑半圆形轨道BC相切于B点,现有质量为m的小物块(可看做质点)以初速度 ,从A点开始向右运动,并进入半圆形轨道,若小物块恰好能到达半圆形轨道的最高点C,最终又落于水平轨道上的A点,重力加速度为g,求:

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  1. (1) 小物块落到水平轨道上的A点时速度的大小vA;
  2. (2) 小物块运动到B点时,物体对轨道的压力;
  3. (3) 水平轨道与小物块间的动摩擦因数μ.
质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点,小球在水平力F作用下,从最低点P缓慢地移到Q点,如图所示,重力加速度为g,则在此过程中(   )

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A . 小球受到的合力做功为mgl(1﹣cosθ) B . 拉力F的功为Flcosθ C . 重力势能的变化大于mgl(1﹣cosθ) D . 水平力F做功使小球与地球组成的系统机械能变化了mgl(1﹣cosθ)
如图所示为半径为R=0.2m的光滑 圆弧绝缘轨道固定在水平面上,质量为m =1kg、电荷量为q=0.05C的可视为质点的带正电的物体放在圆轨道的最低点,整个空间存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为 B=1T。如果在空间加一水平向左的匀强电场,物体刚好能运动到圆弧轨道上与圆心O等高的位置,重力加速度为g=10m/s2。求:

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  1. (1) 匀强电场的电场强度应多大?
  2. (2) 如果仅将第(1)问的电场方向改为竖直向下,将物体由圆弧轨道上与圆心等高的位置静止释放,当运动到圆弧轨道的最低点时,物体对轨道的压力应为多少?(结果保留三位有效数字)
如图所示,AB为倾角θ=37°的粗糙斜面轨道,通过一小段光滑圆弧与光滑水平轨道BC相连接,质量为m的小球乙静止在水平轨道上,质量为m的小球甲以速度v0与小球乙发生弹性正碰。若m:m=2:3,且轨道足够长。sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:

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  1. (1) 两球第一次碰后甲球的速度;
  2. (2) 要使两球能发生第二次碰撞,小球乙与斜面之间的动摩擦因数μ的取值范围。
一质量为m的小球从距地面高h处以一定初速度水平抛出。在距抛出点水平距离L处,有一根管口比小球直径略大的竖直细管,管上口距地面 ,小球落入竖直细管前始终受到水平向左的恒定风力作用(落入细管后不受风力作用),小球恰能无碰撞地通过管子,重力加速度为g,如图所示,求:

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  1. (1) 水平风力F的大小;
  2. (2) 小球落地时动能。
辆质量为m的小汽车在水平地面上由静止开始运动,其功率随速度的变化关系如图所示,其中AB段平行于v轴,汽车匀速运动阶段的速度为vB。根据图像,你可以判断的是(   )

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A . 汽车与地面间的摩擦力大小为 B . 在OA段汽车的位移为 C . 速度增大到vA的过程中,汽车的加速度逐渐减小,当v=vA时,a=0 D . 速度从vA增加到vB的过程中,汽车的牵引力逐渐减小,当v=vB时,牵引力减小为0
如图所示的平面直角坐标系 ,第一象限内存在竖直向上的匀强电场 ,第三、四象限内存在水平向左的匀强电场 ,在 轴上距O点L处的 点固定一长为L的轻质绝缘细线,细线的一端拴接一质量为m的小球,小球所带电荷量为 。已知重力加速度为g,电场 ,的电场强度大小为 ,电场 的电场强度大小为 ,现将小球向右拉至细线与y轴正方向成60°角的位置并由静止释放,不计空气阻力,求:

  1. (1) 小球,从释放到运动到O点的过程中,小球电势能的变化量;
  2. (2) 小球运动到O点时速度的大小;
  3. (3) 若小球运动到O点时细线断裂,之后小球能运动到O点正下方吗?如果能,求出球在O点正下方时到O点的距离;如果不能,小球做怎样的运动?
小明将如图所示的装置放在水平地面上,该装置由半径的竖直圆轨道,水平直轨道和倾角的斜轨道(限高)以及传送带平滑连接而成。有两完全相同的质量的小滑块1和2,滑块1从倾斜轨道离地高处静止释放并在点处与静止放置的滑块2发生弹性碰撞。已知 , 滑块与轨道和传送带间的动摩擦因数均为 , 轨道和圆轨道均可视为光滑,滑块可与竖直固定的墙发生弹性碰撞,忽略空气阻力。

  1. (1) 若传送带不转动,求滑块运动到与圆心右侧等高处时对轨道的压力大小;
  2. (2) 若传送带逆时针转动速度 , 求滑块回到轨道所能达到的最大高度;
  3. (3) 若将传送带固定,要使滑块始终不脱离轨道,求滑块1静止释放的高度范围。(碰撞时间不计,
如图所示,A,B两质量相同的质点以相同的水平速度v0抛出,A在竖直面内运动,落地点为P1 , B沿光滑斜面运动,落地点为P2 , 不计空气阻力,则(   )

A . A,B落地时速度相同 B . A,B落地时动能相同 C . A,B运动过程中加速度相同 D . A,B落地时重力的功率不一样大
某“太空粒子探测器”是由加速、偏转和探测三部分装置组成,其原理可简化如下:如图所示,沿半径方向的加速电场区域边界为两个同心半圆弧面,圆心为 , 外圆弧面电势为 , 内圆弧面电势为;在点右侧有一与直线相切于半径为的圆,圆心为 , 圆内(及圆周上)存在垂直于纸面向外的匀强磁场;是一个足够长的粒子探测板,探测板与水平方向夹角为点位于点正下方处;假设太空中漂浮着质量为 , 电荷量为的带正电粒子,它们能均匀地吸附到圆弧面上,并被加速电场从静止开始加速到圆弧而上,再由点进入磁场偏转,最后打到探测板上,(不计粒子间的相互作用和星球对粒子引力的影响),其中沿连线方向入射的粒子经磁场偏转后恰好从圆心的正下方点射出磁场。

  1. (1) 求粒子聚焦到点时速度的大小及圆形磁场的磁感应强度大小;
  2. (2) 从图中点(夹角)被加速的粒子打到探测板上点(图中未画出),求该粒子从点运动到探测板所需的时间;
  3. (3) 若每秒打在探测板上的离子数为 , 打在板上的离子全部被吸收,求探测板受到的作用力大小。
微元思想是中学物理中的重要思想。所谓微元思想,是将研究对象或者物理过程分割成无限多个无限小的部分,先取出其中任意部分进行研究,再从局部到整体综合起来加以考虑的科学思维方法。若规定无限远处的电势为零,真空中正点电荷周围某点的电势可表示为 , 其中为静电力常量,为点电荷的电荷量,为该点到点电荷的距离。如果场源是多个点电荷,电场中某点的电势为各个点电荷单独在该点产生电势的代数和。如图所示,一个半径为、电荷量为的均匀带电细圆环固定在真空中,环面水平。一质量为的带正电小球,从环心的正上方点由静止开始下落,小球到达点时的速度为v。已知间的距离为 , 静电力常量为 , 重力加速度为

求:

  1. (1) 两点之间的电势差
  2. (2) 小球所带的电荷量是多少。
一质量为m的物体从倾角为θ的固定长直斜面顶端由静止开始下滑,已知斜面与物体间的动摩擦因数μ与物体离开斜面顶端距离x之间满足(k为已知量),在下滑的整个过程中,下列说法正确的是(   )(已知斜面足够长,当地重力加速度为g)
A . 物体先做匀加速直线运动,再做匀减速直线运动 B . 物体的最大位移大小为 C . 整个过程中产生的热量为 D . 物体停止后加速度方向沿斜面向上
2022年北京冬季奥运会跳台滑雪项目场地侧视简图如图所示:雪坡AB段为倾角的斜面,某次赛前熟悉滑道的过程中,质量m=60kg的运动员从助滑道的A点由静止开始下滑,到达B点后进入圆心角为90°、半径R=15m的圆弧轨道BCD,其中C为圆弧轨道的最低点,最后从D点沿切线方向离开,最终落在倾角的着陆坡上,着陆坡足够长。已知A、B两点的高度差h=23m,DE段长度为1.2m,EF段高度差为3m,运动员运动到着陆坡上G点正上方的H点时,速度方向水平,不计一切阻力和摩擦,运动员可视为质点, , 求:

  1. (1) 该运动员从A滑到B的过程中重力所做的功
  2. (2) 该运动员运动到C点时对轨道的压力
  3. (3) HG两点间的高度差
如图所示,直角边长为L的等腰直角三角形金属线框abc静止在光滑绝缘水平面上,平行边界M、N间有垂直于水平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,边界MN之间的宽度大于L,现给金属框一个水平向右的恒定推力F,使金属框从静止开始向右运动,开始时,线框c端离边界M距离也为L,线框运动过程中ab边始终与边界M平行,ab边刚要进磁场时的速度与ab边刚要出磁场时的速度大小均为v,线框的电阻为R,则(     )

A . 线框进磁场过程通过ab边截面的电量为 B . 线框进磁场过程克服安培力的冲量大小为 C . 磁场的宽度为 D . 线框穿过磁场过程线框中产生的焦耳热为
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