江苏省启东市高考物理总复习机械能动能和动能定理动能定理练习8
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动能定理是物理学中的基本原理之一,它描述了力对物体动能变化的影响。根据动能定理,一个物体的动能变化等于合外力对该物体所做的功。这个定理可以帮助我们理解和计算物体在力的作用下速度和动能如何变化。 1. 在问题1中,足球的动能可以通过公式 Ek = 0.5mv^2 计算,其中 m 是质量,v 是速度。足球的初始动能是 0.5 * 1kg * (2m/s)^2 = 2J。运动员将足球踢飞,速度变为5m/s,运动员对足球做的功等于足球动能的增加,即 W = Ek2 - Ek1 = 0.5 * 1kg * (5m/s)^2 - 2J = 10.5J。 2. 在问题2中,子弹射入木板,动能变化为 Ek2 - Ek1,设木板对子弹的阻力为f,由动能定理有 f*d = Ek2 - Ek1,所以如果子弹射入第二个木板,假设阻力不变,那么新的速度v'满足 Ek2 - Ek1 = f*d = (Ek3 - Ek2) - (Ek2 - Ek1),解得 Ek3 = Ek1 + 2*(Ek2 - Ek1),代入已知数据得 v' = √[(Ek3/m) - (v1^2/2)]。 3. 对于问题3,质量不等但初动能相同的物体在相同动摩擦因数的地面上滑行,根据动能定理,动能的减少等于克服摩擦力所做的功,而这个工作只与滑行距离有关。由于动摩擦因数相同,质量大的物体需要更大的力才能保持相同的动能,因此滑行距离更短。因此,质量小的物体滑行距离更大,选项B正确,时间可能不同,因为摩擦力与质量无关,所以选项C不一定正确。克服摩擦力做的功与质量无关,只与滑行距离有关,所以选项D正确。 4. 题目4中,物体被提升1m并获得速度2m/s,手对物体做的功W手包括克服重力所做的功和使物体获得动能的功,即 W手 = mgh + 0.5mv^2,计算得W手 = 12J。合外力对物体做的功等于物体动能的增加,即 W合 = 0.5mv^2 = 2J,克服重力做功Wg = mgh = 10J。所以不正确的选项是B。 5. 选项A错误,因为合外力做的功等于物体动能的增加加上非保守力(如重力势能的增减)所做的功。选项B错误,因为物体克服重力做的功等于物体势能的增加,而不是动能的增加。选项C和D正确,人对物体做的功等于克服重力的功加上物体动能的增加,等于物体机械能的增加。 6. 起重机问题中,拉力对物体所做的功W拉 = ΔEk + ΔEp,即等于动能和势能的增量,因此选项A正确。选项B和C错误,因为拉力做功不仅产生了动能,还改变了物体的势能。选项D错误,因为物体克服重力所做的功等于势能的增量。 7. 当物体被提起1m并加速到2m/s时,手对物体做功W手 = mgh + 0.5mv^2,所以选项A错误。机械能增量等于W手 - Wg = 12J,因此选项B正确。合外力做功等于动能的增量,即W合 = 0.5mv^2 = 2J,选项C错误,D正确。 8. 篮球问题中,篮球的动能变化等于开始时的动能加上克服重力所做的功减去重力势能的增加,即 Ekn = Ek + mgh1 - mgh2,因此选项A正确,B、C、D错误。 9. 子弹射入木块的问题中,子弹克服阻力做的功等于子弹动能的减少,等于木块动能的增加加上系统内能的增加,因此选项A错误。阻力对子弹做的功等于子弹动能的变化,选项B正确。子弹克服阻力做的功不等于子弹对木块做的功,因为还有部分转化为内能,选项C错误。子弹克服阻力做的功等于系统摩擦产生的内能加上木块动能的增加,因此选项D正确。 10. 滑块沿斜面匀速下滑,意味着动能和势能的总和保持不变,即机械能守恒,但滑块克服阻力做功等于重力势能的减少,因为动能没有变化,所以选项A错误,B正确。合力对滑块做功为零,因为滑块速度不变,所以选项C错误。重力对滑块做功Wg = mgh,选项D正确。 动能定理在这些例子中起到了关键作用,帮助我们理解力、动能、势能以及功之间的关系。通过应用动能定理,我们可以计算物体的速度变化、能量转换和力的作用效果。在实际问题中,必须考虑所有作用力和非保守力的影响,才能准确地分析和解决问题。
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