- 动能
- 共2155题
如图所示,在竖直平面内有半径为R=0.2m的光滑
圆弧AB,圆弧B处的切线水平,O点在B点的正下方,B点高度为h=0.8m.在B端接一长为L=1.0m的木板MN.一质量为m=1.0kg的滑块,与木板间的动摩擦因数为0.2,滑块以某一速度从N点滑到板上,恰好运动到A点. (g取10m/s2)求:
(1)滑块从N点滑到板上时初速度的速度大小;
(2)从A点滑回到圆弧的B点时对圆弧的压力;
(3)若将木板右端截去长为△L的一段,滑块从A端静止释放后,将滑离木板落在水平面上P点处,要使落地点P距O点最远,△L应为多少?
正确答案
解:(1)由动能定理可知:μmgL+mgR=
代入数据解得:v0=.
(2)根据动能定理有:
由向心力公式可知:
联立解得:F=30 N
由牛顿第三定律知:滑块滑至B点时对圆弧的压力为30 N,方向竖直向下.
(3)由牛顿第二定律可知:μmg=ma
根据平抛运动规律有:
解得:t=.
由运动学公式可知:
v=.
由平抛运动规律和几何关系:xOP=L-△L+v•t=1-△L+
解得当=0.4时,△L=0.16 m时,xOP最大.
答:(1)滑块从N点滑到板上时初速度的速度大小为m/s;
(2)从A点滑回到圆弧的B点时对圆弧的压力为30N.
(3)△L=0.16 m时,xOP最大.
解析
解:(1)由动能定理可知:μmgL+mgR=
代入数据解得:v0=.
(2)根据动能定理有:
由向心力公式可知:
联立解得:F=30 N
由牛顿第三定律知:滑块滑至B点时对圆弧的压力为30 N,方向竖直向下.
(3)由牛顿第二定律可知:μmg=ma
根据平抛运动规律有:
解得:t=.
由运动学公式可知:
v=.
由平抛运动规律和几何关系:xOP=L-△L+v•t=1-△L+
解得当=0.4时,△L=0.16 m时,xOP最大.
答:(1)滑块从N点滑到板上时初速度的速度大小为m/s;
(2)从A点滑回到圆弧的B点时对圆弧的压力为30N.
(3)△L=0.16 m时,xOP最大.
物体在水平恒力作用下,在水平面上由静止开始运动,当位移为x时撤去F,物体继续运动3x后静止.若路面情况相同,则物体受到的摩擦力大小f和最大动能EK分别是( )
正确答案
解析
解:对全过程运用动能定理得:Fx-f•4x=0,
解得:f=,
对加速过程运用动能定理得:Fx-fx=Ek-0,
解得:.
故选:D.
如图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成,两部分之间由一小段圆弧面相连接.倾斜部分为光滑圆槽轨道一水平部分左端长为L的一部分是光滑的,:其余部分是粗糙的.现有质量为 m、长为 L的均匀细铁链,在外力作用下静止在如图所示的位置,铁链下端距水平槽的高度为h.现撤去外力使铁链开始运动,最后铁链全部运动到水平轨道粗糙部分.已知重力加速度为g,斜面的倾角为θ,铁链与水平轨道粗糙部分的动摩擦因数为μ,不计铁链经过圆弧处时的能量损失.求:
(1)铁链的最大速率;
(2)从释放到铁链达到最大速率的过程中,后半部分铁链对前部分铁链所做的功;
(3)最后铁链的左端离木板倾斜部分底端的距离.
正确答案
解:(1)铁链在倾斜轨道上下滑时,由机械能守恒定律可得:
①
解得: ②
(2)当铁链刚到水平面时速率最大,以前半部分为研究对象,根据动能定理,可得:
③
解得: ④
(3)设最后铁链的左端离木板倾斜部分底端的距离为S,从铁链开始运动到最后静止的整个过程,由动能定理得:
⑤
解得: ⑥
答:
(1)铁链的最大速率是;
(2)从释放到铁链达到最大速率的过程中,后半部分铁链对前部分铁链所做的功是;
(3)最后铁链的左端离木板倾斜部分底端的距离为.
解析
解:(1)铁链在倾斜轨道上下滑时,由机械能守恒定律可得:
①
解得: ②
(2)当铁链刚到水平面时速率最大,以前半部分为研究对象,根据动能定理,可得:
③
解得: ④
(3)设最后铁链的左端离木板倾斜部分底端的距离为S,从铁链开始运动到最后静止的整个过程,由动能定理得:
⑤
解得: ⑥
答:
(1)铁链的最大速率是;
(2)从释放到铁链达到最大速率的过程中,后半部分铁链对前部分铁链所做的功是;
(3)最后铁链的左端离木板倾斜部分底端的距离为.
如图所示,一小物块从斜面上的A点由静止开始滑下,最后停在水平面上的C点.已知斜面的倾角θ=37°,小物块的质量m=0.10kg,小物块与斜面和水平面间的动摩擦因数均为μ=0.25,A点到斜面底端B点的距离L=0.50m,设斜面与水平面平滑连接,小物块滑过斜面与水平面连接处时无机械能损失.求:
(1)小物块在斜面上运动时的加速度;
(2)BC间的距离为多大?
(3)若在C点给小物块一水平初速度使小物块恰能回到A点,此初速度为多大.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
正确答案
解:(1)小物块受到斜面的摩擦力:f1=μN1=μmg cosθ
在平行斜面方向由牛顿第二定律有mg sinθ-f1=ma
解得 a=gsinθ-μgcosθ=4.0m/s2
(2)小物块由A运动到B,根据运动学公式有
解得=2.0m/s
小物块由B运动到C的过程中所受摩擦力为 f2=μmg
根据动能定理对小物块由B到C的过程有:-f2sBC=0-
解得sBC=0.80m
(3)设小物块在C点以初速度vC运动时,恰好回到A点,由动能定理得:
解得=3.5m/s
答:
(1)小物块在斜面上运动时的加速度是4.0m/s2;
(2)BC间的距离为0.8m.
(3)若在C点给小物块一水平初速度使小物块恰能回到A点,此初速度为3.5m/s.
解析
解:(1)小物块受到斜面的摩擦力:f1=μN1=μmg cosθ
在平行斜面方向由牛顿第二定律有mg sinθ-f1=ma
解得 a=gsinθ-μgcosθ=4.0m/s2
(2)小物块由A运动到B,根据运动学公式有
解得=2.0m/s
小物块由B运动到C的过程中所受摩擦力为 f2=μmg
根据动能定理对小物块由B到C的过程有:-f2sBC=0-
解得sBC=0.80m
(3)设小物块在C点以初速度vC运动时,恰好回到A点,由动能定理得:
解得=3.5m/s
答:
(1)小物块在斜面上运动时的加速度是4.0m/s2;
(2)BC间的距离为0.8m.
(3)若在C点给小物块一水平初速度使小物块恰能回到A点,此初速度为3.5m/s.
如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度-时间图象,Oa段为过原点的倾斜直线,ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段,bc段是与ab段相切的水平直线,则下述说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、0~t1时间内为倾斜的直线,故汽车做匀加速运动,因故牵引力恒定,由P=Fv可知,汽车的牵引力的功率均匀增大,故A错误B错误;
C、t1~t2时间内,若图象为直线时,平均速度为(v1+v2),而现在图象为曲线,故图象的面积大于直线时的面积,即位移大于直线时的位移,故平均速度大于
(v1+v2),故C错误;
D、t1~t2时间内动能的变化量为mv
-
mv
,而在运动中受牵引力及阻力,故牵引力做功一定大于
mv
-
mv
,故D正确;
故选:D.
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