- 动能
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如图1,有一物体由某一固定的长斜面的底端以初速度v0沿斜面上滑,斜面与物体间的动摩擦因数μ=0.5,其动能Ek随离开斜面底端的距离x变化的图线如图2所示,g取10m/s2,不计空气阻力,则以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、C、设斜面的倾角是θ,物体的质量是m,物体向上运动的过程中受到重力、支持力和向下的摩擦力;物体向下滑动的过程中受到重力.支持力和向上的摩擦力,由图象可知物体向上滑动的过程中,EK1=25J,EK2=0J,位移x=5m,下滑回到原位置时的动能,EK3=5J
向上滑动的过程中,由动能定理得:EK2-EK1=-mgsinθ•x-fx,
向下滑动的过程中,由动能定理得:EK3-EK2=mgsinθ•x-fx,
代入数据解得:f=2N
mgsinθ=3N
又:f=μmgcosθ
所以:
所以:θ=37°
kg=0.5kg.故ABC正确;
C、物体向上时的加速度:,
物体向下时的加速度:,
物体的初速度:
物体回到原点的速度:
向上运动时间t1=
向下运动的时间:
物体在斜面上运动的总时间t=.故D错误.
故选:ABC
如图,AB为粗糙的长直轨道,与水平方向的夹角为37°,BCD为光滑曲线轨道,两端轨端在B处光滑连接.B、C、D三点离水平地面的高度分别为h1=0.50m,h2=1.75m和h3=1.50m.一质量m=0.20kg的小环套在轨道AB上,由静止开始释放,经过t=1.2s到达B点,速度vB=6.0m/s.求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)
(1)小环沿AB运动的加速度a的大小;
(2)小环沿AB运动时所受摩擦力Ff的大小;
(3)小环离开轨道D处时的速度vD的大小;
(4)若使小环以最小速度落地,求小环在AB上释放处离地的高度h.
正确答案
解:(1)加速度 a==5m/s2
(2)由牛顿第二定律得:mgsin37°-Ff=ma
代入数据得:Ff=0.2×10×0.6-0.2×5=0.2N
(3)根据能量守恒,设地面为0势能面
在B点的机械能为:E=mv2+mgh1=4.6J
在D点的势能为 mgh3=3J
所以动能为=1.6
VD=4m/s
(4)保证最小速度落地则小环在C点时速度应为0
小环在C点时机械能为E=mgh2=3.5J
B点与C点机械能相同
所以 B点的动能为EKB==3.5-mgh1=2.5J
B点的速度为VB=5m/s
小环的加速度为5m/s2
所以小环滑行距离为S==2.5m
所以初始高度为h=2.5×sin37°+h1=2m
答:(1)小环沿AB运动的加速度a的大小5m/s2;
(2)小环沿AB运动时所受摩擦力Ff的大小0.2N;
(3)小环离开轨道D处时的速度vD的大小4m/s;
(4)若使小环以最小速度落地,求小环在AB上释放处离地的高度h=2m.
解析
解:(1)加速度 a==5m/s2
(2)由牛顿第二定律得:mgsin37°-Ff=ma
代入数据得:Ff=0.2×10×0.6-0.2×5=0.2N
(3)根据能量守恒,设地面为0势能面
在B点的机械能为:E=mv2+mgh1=4.6J
在D点的势能为 mgh3=3J
所以动能为=1.6
VD=4m/s
(4)保证最小速度落地则小环在C点时速度应为0
小环在C点时机械能为E=mgh2=3.5J
B点与C点机械能相同
所以 B点的动能为EKB==3.5-mgh1=2.5J
B点的速度为VB=5m/s
小环的加速度为5m/s2
所以小环滑行距离为S==2.5m
所以初始高度为h=2.5×sin37°+h1=2m
答:(1)小环沿AB运动的加速度a的大小5m/s2;
(2)小环沿AB运动时所受摩擦力Ff的大小0.2N;
(3)小环离开轨道D处时的速度vD的大小4m/s;
(4)若使小环以最小速度落地,求小环在AB上释放处离地的高度h=2m.
在一场英超联赛中,我国球员孙继海大力踢出的球飞行15m后,击在对方球员劳特利奇的身上,假设球击中身体时的速度约为22m/s,离地高度约为1.5m,估算孙继海踢球时脚对球做的功为( )
正确答案
解析
解:估计足球的质量为500克,由动能定理可得,运动员对足球做功:
W=mgh+mv2=0.5×10×1.5+
×0.5×222=128.5J,
通过选项可知,只有B接近答案,
故选:B.
如图所示,质量为m的小车在水平恒力F推动下,从山坡(粗糙)底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B,获得速度为v,AB之间的水平距离为s,重力加速度为g.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.WG=mg△h=mg(hA-hB)=-mgh,故A错误.
B、对小车从A运动到B的过程中运用动能定理得:W=mv2,故B正确
C、由动能定理得:W推-mgh-Wf=mv2,故:
mv2+Wf+mgh,故C错误
D、由于推力为恒力,故W推=Fs,结合C分析可得,阻力对小车做的功是:Wf=mv2+mgh-Fs,故D错误.
故选:B.
质量为m的小球固定在长度为L的轻绳一端,轻绳另一端可绕O点在竖直平面内做圆周运动,运动过程中小球受空气阻力作用.已知小球经过最低点时轻绳受到的拉力为8mg,经过半周小球恰好能通过圆周的最高点,则此过程中小球克服空气阻力做的功为( )
正确答案
解析
解:在最低点有牛顿定律得:T-mg=m…①
小球在最高点恰好做圆周运动,所以mg=m…②
小球从最低点到最高点为研究对象,根据动能定理得,-mg•2L-Wf=m
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…③
联立①②③解得Wf=mgl,故ABC错误,D正确.
故选:D.
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