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1、选择题  假如在足球比赛中,某球员在对方禁区附近主罚定位球,并将球从球门右上角擦着横梁踢进球门。球门的高度为h,足球飞入球门的速度为v,足球的质量为m,则该球员将足球踢出时对足球做的功W为(不计空气阻力)( )
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高中物理知识点大全《动能定理及应用》试题预测(2017年最新版)

时间:2017-08-09 09:01:22

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1、选择题  假如在足球比赛中,某球员在对方禁区附近主罚定位球,并将球从球门右上角擦着横梁踢进球门。球门的高度为h,足球飞入球门的速度为v,足球的质量为m,则该球员将足球踢出时对足球做的功W为(不计空气阻力)( )
A.等于600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/qctwnhxvcdd.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
B.大于600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/qctwnhxvcdd.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
C.小于600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/qctwnhxvcdd.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
D.因为球的轨迹形状不确定,所以做功的大小无法确定


参考答案:A


本题解析:考点:
专题:动能定理的应用专题.
分析:对足球从球员踢出到飞入球门的过程研究,有球员对足球做的功和重力做功,根据动能定理求解.
解答:解:对足球从球员踢出到飞入球门的过程研究,根据动能定理得
W-mgh=600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/izi4uf55yhg.png\" style=\"vertical-align:middle;\">mv2
得到W=mgh+600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/izi4uf55yhg.png\" style=\"vertical-align:middle;\">mv2
故选A
点评:动能定理应用要选择研究的过程,本题是用动能定理求变力的功.也可以根据功能关系分析,除重力和弹力以外的力做功等于物体机械能的变化.


本题难度:简单



2、选择题  质点所受的合外力F随时间t变化的规律如图所示,力的方向始终在一直线上.已知t=0时,质点的速度为零,则下列判断中正确的是(  )
A.0、t2、t4时刻质点的加速度最大
B.t2时刻质点的动能最大
C.t4时刻质点回到出发点
D.力F始终对物体做正功

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参考答案:A、根据牛顿第二定律得知:加速度与合外力成正比,则由图可知,0、t2、t4时刻质点的加速度为零.故A错误.
B、分析质点的运动情况:0-t2时间内,做加速运动;在t2-t4时间内沿原方向做减速运动.则知t2时刻质点的速度,动能也最大.故B正确.
C、由上分析可知,质点做单向直线运动,t4时刻质点不可能回到出发点.故C错误.
D、力F的方向先与位移方向相同,做正功,后与位移方向相反做负功.故D错误.
故选B


本题解析:


本题难度:简单



3、计算题   (11分)如图8所示,竖直固定放置的斜面DE与一光滑的圆弧轨道ABC相连,C为切点,
圆弧轨道的半径为R,斜面的倾角为θ.现有一质量为m的滑块从D点无初速下滑,滑块可在斜面和圆弧轨道之间做往复运动,已知圆弧轨道的圆心O与A、D在同一水平面上,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,求:
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(1)滑块第一次至左侧AC弧上时距A点的最小高度差h.
(2)滑块在斜面上能通过的最大路程s.


参考答案:(1)μRcosθcotθ (2)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/ogti1wzo0v2.png\" style=\"vertical-align:middle;\">


本题解析:(1)由动能定理得:
mgh-μmgcosθ·R/tanθ=0
得h=μRcos2θ/sinθ=μRcosθcotθ
(2)滑块最终至C点的速度为0时对应在斜面上的总路程最大,由动能定理得
mgRcosθ-μmgcosθ·s=0
得:s=600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/ogti1wzo0v2.png\" style=\"vertical-align:middle;\">.


本题难度:一般



4、简答题  如图(甲),MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定,M、P之间接电阻箱R,电阻箱的阻值范围为0~4Ω,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=0.5T.质量为m的金属杆a?b水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r.现从静止释放杆a?b,测得最大速度为vm.改变电阻箱的阻值R,得到vm与R的关系如图(乙)所示.已知轨距为L=2m,重力加速度g=l0m/s2,轨道足够长且电阻不计.
600)makesmallpic(this,600,1800);\' alt=\"91考试网\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/zccdlej0i4j.png\">
(1)当R=0时,求杆a?b匀速下滑过程中产生感生电动势E的大小及杆中的电流方向;
(2)求金属杆的质量m和阻值r;
(3)求金属杆匀速下滑时电阻箱消耗电功率的最大值Pm;
(4)当R=4Ω时,求随着杆a?b下滑回路瞬时电功率每增大1W的过程中合外力对杆做的功W.


参考答案:(1)由图可知,当R=0时,杆最终以v=2m/s匀速运动,产生电动势
? E=BLv=0.5×2×2V=2V?
由右手定则判断可知杆中电流方向从b→a
(2)设杆运动的最大速度为v,杆切割磁感线产生的感应电动势?E=BLv
由闭合电路的欧姆定律得:I=ER+r
杆达到最大速度时满足?mgsinθ-BIL=0
联立解得:v=mgsinθB2L2R+mgsinθB2L2r
由图象可知:斜率为k=4-22m/(s?Ω)=1m/(s?Ω),纵截距为v0=2m/s,
得到:mgsinθB2L2r=v0 mgsinθB2L2=k
解得:m=0.2kg,r=2Ω?
(3)金属杆匀速下滑时电流恒定,则有? mgsinθ-BIL=0
得 I=mgsinθBL=1A
电阻箱消耗电功率的最大值Pm=I2Rm=4W
(4)由题意:E=BLv,P=E2R+r
得?P=B2L2v2R+r
瞬时电功率增大量△P=B2L2v22R+r-B2L2v21R+r
由动能定理得
?W=12mv22-12mv21
比较上两式得 W=m(R+r)2B2L2△P
代入解得 W=0.6J?
答:(1)当R=0时,求杆a b匀速下滑过程中产生感生电动势E的大小2V,杆中电流方向从b→a.
(2)金属杆的质量m为0.2kg,阻值r是2Ω;
(3)金属杆匀速下滑时电阻箱消耗电功率的最大值Pm是4W.
(4)当R=4Ω时,随着杆a b下滑回路瞬时电功率每增大1W的过程中合外力对杆做的功W是0.6J.


本题解析:


本题难度:一般



5、简答题  如图,一倾角为θ=30°的足够长固定光滑斜面底端有一与斜面垂直的挡板M,物块A、B之间用一与斜面平行的轻质弹簧连接且静止在斜面上.现用外力沿斜面向下缓慢推动物块B,当弹簧具有5J的弹性势能时撤去推力,释放物块B.已知物块A、B的质量分别为5kg和10kg,弹簧的弹性势能的表达式为EP=

1
2
kx2,其中弹簧的劲度系数为k=1000N/m,x为弹簧的形变量,g=10m/s2.求
(1)撤掉外力时,物块B的加速度大小;
(2)外力在推动物块B的过程中所做的功;
(3)试判断物块A能否离开挡板M?若A能离开挡板M,求出物块A刚离开挡板M时,物块B的动能;若A不能离开挡板M,求出物块A与挡板M之间的最小作用力.
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参考答案:(1)弹簧具有的势能为EP=5J,
EP=12kx12=12×1000x12=5,
解得,弹簧的压缩量:x1=0.1m,
撤掉外力时,由牛顿第二定律得:
kx1-mBgsinθ=mBa,
解得,物块B的加速度:a=5m/s2;
(2)物块B静止在斜面上时,
由平衡条件得:kx0=mBgsinθ,
解得:x0=0.05m,
外力推动物块B所做的功:
W=EP-12kx02-mBgsinθ(x1-x0),
代入数据解得:W=1.25J;
(3)假设物块A刚好离开挡板M,
弹簧的伸长量x2kx2=mAgsinθ,
解得:x2=0.025m,
此时弹簧的弹性势能和重力势能的增加量之和:
E=12kx22+mBgsinθ(x1+x2)=6.5625J>EP=5J,
故物块A未离开挡板M.
设物块B上滑到速度为零时,弹簧的形变量为x3
若弹簧处于压缩状态:EP=12kx32+mBgsinθ(x1-x3),
x31=0,x32=0.1m(不合理舍掉),
若弹簧处于伸长状态:EP=12kx32+mBgsinθ(x1+x3)
解得:x31=0,x32=-0.1m(不合理舍掉),
综上可得,物块B的速度为零时,弹簧恰好处于原长,
此时物块A对挡板的作用力最小,作用力F=mAgsinθ=25N;
答:(1)撤掉外力时,物块B的加速度为5m/s2;
(2)外力在推动物块B的过程中所做的功为1.25J;
(3)物块A不能离开挡板M;物块A与挡板M之间的最小作用力为25N.


本题解析:


本题难度:一般




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