动能和动能定理 带答案
动能与动能定理经典习题及答案(免费》
1．关于做功和物体动能变化的关系，不正确的是（）．A．只有动力对物体做功时，物体的动能增加B．只有物体克服阻力做功时，它的功能减少C．外力对物体做功的代数和等于物体的末动能和初动能之差D．动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化2．下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系正确的是（）．A．如果物体所受的合外力为零，那么合外力对物体做的功一定为零B．如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零C．物体在合外力作用下作变速运动，动能一定变化D．物体的动能不变，所受的合外力必定为零3．两个材料相同的物体，甲的质量大于乙的质量，以相同的初动能在同一水平面上滑动，最后都静止，它们滑行的距离是（）．A．乙大B．甲大C．一样大D．无法比较4．一个物体沿着高低不平的自由面做匀速率运动，在下面几种说法中，正确的是（）．A．动力做的功为零B．动力做的功不为零C．动力做功与阻力做功的代数和为零D．合力做的功为零5．放在水平面上的物体在一对水平方向的平衡力作用下做匀速直线运动，当撤去一个力后，下列说法中错误的是（）．A．物体的动能可能减少B．物体的动能可能增加C．没有撤去的这个力一定不再做功D．没有撤去的这个力一定还做功平面上做匀速圆周运动，拉力为某个值F时，转动半径为B，当拉力逐渐减小到了F/4时，物体仍做匀速圆周运动，半径为2R，则外力对物体所做的功大小是（）．A、FR/4B、3FR/4C、5FR/2D、零7. 一物体质量为2kg，以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行。
从某时刻起作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度方向变为水平向右，大小为4m/s，在这段时间内，水平力做功为（）A. 0B. 8JC. 16JD. 32J8.质量为5×105kg的机车，以恒定的功率沿平直轨道行驶，在3minl内行驶了1450m，其速度从10m/s增加到最大速度15m/s．若阻力保持不变，求机车的功率和所受阻力的数值．9. 一小球从高出地面Hm 处，由静止自由下落，不计空气阻力，球落至地面后又深入沙坑h米后停止，求沙坑对球的平均阻力是其重力的多少倍。
高中物理动能与动能定理常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由图线2得知，小球的速度先增大，后减小．根据库仑定律得知，小球所受的库仑力逐渐减小，合外力先减小后增大，加速度先减小后增大，则小球沿斜面向上做加速度逐渐减小的加速运动，再沿斜面向上做加速度逐渐增大的减速运动，直至速度为零．
（2）由线1可得:
EP=mgh=mgssinθ
斜率:
联立可得：v3= 。
（3）飞船方向调整前后，其速度合成矢量如图所示：
因此tan = ，离子喷出过程中，系统的动量守恒：M v=Nmv3，为了使飞船回到预定的飞行方向，离子推进器喷射出的粒子数N=
9．一质量为m=0.5kg的电动玩具车，从倾角为 =30°的长直轨道底端，由静止开始沿轨道向上运动，4s末功率达到最大值，之后保持该功率不变继续运动，运动的v-t图象如图所示，其中AB段为曲线，其他部分为直线.已知玩具车运动过程中所受摩擦阻力恒为自身重力的0.3倍，空气阻力不计.取重力加速度g=10m/s2.
（1）求在A处的正离子的速度大小v2；
（2）正离子经过区域I加速后，离开PQ的速度大小v3；
（3）在第（2）问中，假设航天器的总质量为M，正在以速度v沿MP方向运动，已知现在的运动方向与预定方向MN成 角，如图所示。为了使飞船回到预定的飞行方向MN，飞船启用推进器进行调整。如果沿垂直于飞船速度v的方向进行推进，且推进器工作时间极短，为了使飞船回到预定的飞行方向，离子推进器喷射出的粒子数N为多少？
高二物理动能定理试题答案及解析
高二物理动能定理试题答案及解析1.质量为m的物体从静止以的加速度竖直上升h，关于该过程下列说法中正确的是（）A．物体的机械能增加B．物体的机械能减小C．重力对物体做功D．物体的动能增加【答案】D【解析】物体从静止以的加速度竖直上升h，重力做了，故重力势能增加为，故A、C选项错误；牛顿第二定律，解得，故F做的功为，故物体的机械能增加了，B选项错误；由动能定理知，解得物体的动能增加，故D选项正确。
【考点】牛顿第二定律动能定理重力做功与重力势能的关系机械能的电场加速后从中心进入一个平行板2.带电量为Q，质量为m的原子核由静止开始经电压为U1电容器，进入时速度和电容器中的场强方向垂直。
已知：电容器的极板长为L，极板间距为d，，重力不计，求：两极板的电压为U2（1）经过加速电场后的速度；（2）离开电容器电场时的偏转量。
【答案】（1）；（2）【解析】试题分析: （１）粒子在加速电场加速后，由动能定理得速度为（２）进入偏转电场，粒子在平行于板面的方向上做匀速运动在垂直于板面的方向做匀加速直线运动，加速度因此离开电容器电场时的偏转。
【考点】动能定理，带电粒子在匀强电场中的运动3.如图所示，在点电荷Q的电场中，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在同一等势面上，无穷远处电势为零。
甲、乙两个带粒子经过a点时动能相同，甲粒子的运动轨迹为acb，乙粒子的运动轨迹为adb．由此可以判定：A．甲粒子经过c点与乙粒子经过d点时的动能相等B．甲、乙两粒子带同种电荷C．甲粒子经过b点时的动能小于乙粒子经过b点时的动能D．甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能【答案】 D【解析】试题分析: ac两点和ad两点之间的电势差相等，因为两电荷的电量大小未知，则无法比较电场力做功，根据动能定理，无法比较粒子在c点和d点的动能大小．故A错误；根据轨迹的弯曲知，乙电荷受到的斥力，甲电荷受到的是引力．所以两粒子的电性相反．故B错误；a到b，不管沿哪一路径，电场力做功为零，动能不变．故C错误；因为甲粒子受到的引力作用，电场力做正功，电势能减少，乙粒子受到的是斥力作用，电场力做负功，电势能增加，所以甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能．故D正确；【考点】等势面；动能定理的应用；电势能4.如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速度从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点，此时速度为．若小物体电荷量保持不变，OM＝ON，则 ( )A．小物体上升的最大高度为B．从N到M的过程中，小物体的电势能逐渐减小C．从M到N的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功D．从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先减小后增大.【答案】A【解析】对小物体，从M到N再到M，由动能定理可知：，从M到N，由动能定理可知：，联立解得：，故选项A正确；从N到M，电场力对小球先做正功再做负功，电势能先减小再增大，故选项BC错误；从N到M，电场力先增大再减小，故选项D错误．【考点】本题考查动能定理的应用、摩擦力及电场力做功的特点，涉及能量变化的题目一般都要优先考虑动能定理的应用，并要求学生能明确几种特殊力做功的特点，如摩擦力、电场力、洛仑兹力等．5.如图所示，光滑绝缘杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点，质量为m，带电量为的有孔小球从杆上A点无初速下滑，已知q<<Q，AB=h，小球滑到B点时速度大小为，则小球从A运动到B的过程中，电场力做的功为：______________；A、C 两点间电势差为 ____________.【答案】；【解析】试题分析: 设小球由A到B电场力所做的功为WAB ，由动能定理得mgh+WAB=解得：WAB=由于B、C在以Q为圆心的圆周上，所以φB =φC，所以UAC=UAB==【考点】动能定理的应用，,电势能。
【物理】物理动能与动能定理练习题含答案及解析
【物理】物理动能与动能定理练习题含答案及解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．如图所示，质量m =3kg 的小物块以初速度秽v 0=4m/s 水平向右抛出，恰好从A 点沿着圆弧的切线方向进入圆弧轨道。
圆弧轨道的半径为R = 3.75m ，B 点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道与水平轨道BD 平滑连接，A 与圆心D 的连线与竖直方向成37︒角，MN 是一段粗糙的水平轨道，小物块与MN 间的动摩擦因数μ=0.1，轨道其他部分光滑。
最右侧是一个半径为r =0.4m 的半圆弧轨道，C 点是圆弧轨道的最高点，半圆弧轨道与水平轨道BD 在D 点平滑连接。
已知重力加速度g =10m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
（1）求小物块经过B 点时对轨道的压力大小；（2）若MN 的长度为L 0=6m ，求小物块通过C 点时对轨道的压力大小； （3）若小物块恰好能通过C 点，求MN 的长度L 。
【答案】（1）62N （2）60N （3）10m 【解析】 【详解】（1）物块做平抛运动到A 点时，根据平抛运动的规律有：0cos37A v v ==︒ 解得：04m /5m /cos370.8A v v s s ===︒小物块经过A 点运动到B 点，根据机械能守恒定律有：()2211cos3722A B mv mg R R mv +-︒= 小物块经过B 点时，有：2BNB v F mg m R-= 解得：()232cos3762N BNBv F mg m R=-︒+=根据牛顿第三定律，小物块对轨道的压力大小是62N （2）小物块由B 点运动到C 点，根据动能定理有：22011222C B mgL mg r mv mv μ--⋅=- 在C 点，由牛顿第二定律得：2CNC v F mg m r+=代入数据解得：60N NC F =根据牛顿第三定律，小物块通过C 点时对轨道的压力大小是60N（3）小物块刚好能通过C 点时，根据22Cv mg m r=解得：2100.4m /2m /C v gr s s ==⨯=小物块从B 点运动到C 点的过程，根据动能定理有：22211222C B mgL mg r mv mv μ--⋅=- 代入数据解得：L =10m2．如图所示，在娱乐节目中，一质量为m ＝60 kg 的选手以v 0＝7 m/s 的水平速度抓住竖直绳下端的抓手开始摆动，当绳摆到与竖直方向夹角θ＝37°时，选手放开抓手，松手后的上升过程中选手水平速度保持不变，运动到水平传送带左端A 时速度刚好水平，并在传送带上滑行，传送带以v ＝2 m/s 匀速向右运动．已知绳子的悬挂点到抓手的距离为L ＝6 m ，传送带两端点A 、B 间的距离s ＝7 m ，选手与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.2，若把选手看成质点，且不考虑空气阻力和绳的质量．(g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：(1)选手放开抓手时的速度大小； (2)选手在传送带上从A 运动到B 的时间； (3)选手在传送带上克服摩擦力做的功． 【答案】(1)5 m/s (2)3 s (3)360 J 【解析】试题分析：（1）设选手放开抓手时的速度为v 1，则－mg （L －Lcosθ）＝mv 12－mv 02，v 1＝5m/s（2）设选手放开抓手时的水平速度为v 2，v 2＝v 1cosθ① 选手在传送带上减速过程中 a ＝－μg② v ＝v 2＋at 1③④匀速运动的时间t 2，s －x 1＝vt 2⑤ 选手在传送带上的运动时间t ＝t 1＋t 2⑥ 联立①②③④⑤⑥得：t ＝3s（3）由动能定理得W f ＝mv 2－mv 22，解得：W f ＝－360J 故克服摩擦力做功为360J ． 考点：动能定理的应用3．如图所示是一种特殊的游戏装置，CD 是一段位于竖直平面内的光滑圆弧轨道，圆弧半径为10m ，末端D 处的切线方向水平，一辆玩具滑车从轨道的C 点处下滑，滑到D 点时速度大小为10m/s ，从D 点飞出后落到水面上的B 点。
高中物理动能与动能定理解题技巧及经典题型及练习题(含答案)
高中物理动能与动能定理解题技巧及经典题型及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．如图所示，粗糙水平桌面上有一轻质弹簧左端固定在A 点，自然状态时其右端位于B 点。
水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP ，其形状为半径R =1.0m 的圆环剪去了左上角120°的圆弧，MN 为其竖直直径，P 点到桌面的竖直距离是h =2.4m 。
用质量为m =0.2kg 的物块将弹簧由B 点缓慢压缩至C 点后由静止释放，弹簧在C 点时储存的弹性势能E p =3.2J ，物块飞离桌面后恰好P 点沿切线落入圆轨道。
已知物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.4，重力加速度g 值取10m/s 2，不计空气阻力，求∶(1)物块通过P 点的速度大小；(2)物块经过轨道最高点M 时对轨道的压力大小； (3)C 、D 两点间的距离；【答案】(1)8m/s ；(2)4.8N ；(3)2m 【解析】 【分析】 【详解】(1)通过P 点时，由几何关系可知，速度方向与水平方向夹角为60o ，则22y v gh =o sin 60y v v=整理可得，物块通过P 点的速度8m/s v =(2)从P 到M 点的过程中，机械能守恒2211=(1cos60)+22o M mv mgR mv + 在最高点时根据牛顿第二定律2MN mv F mg R+= 整理得4.8N N F =根据牛顿第三定律可知，物块对轨道的压力大小为4.8N(3)从D 到P 物块做平抛运动，因此o cos 604m/s D v v ==从C 到D 的过程中，根据能量守恒定律212p D E mgx mv μ=+C 、D 两点间的距离2m x =2．如图所示，不可伸长的细线跨过同一高度处的两个光滑定滑轮连接着两个物体A 和B ，A 、B 质量均为m 。
A 套在光滑水平杆上，定滑轮离水平杆的高度为h 。
开始时让连着A 的细线与水平杆的夹角α。
现将A 由静止释放（设B 不会碰到水平杆，A 、B 均可视为质点；重力加速度为g ）求：(1)当细线与水平杆的夹角为β（90αβ<<︒）时，A 的速度为多大? (2)从开始运动到A 获得最大速度的过程中，绳拉力对A 做了多少功?【答案】(1)22111cos sin sin A gh v ααβ⎛⎫=-⎪+⎝⎭(2)T sin h W mg h α⎛⎫=- ⎪⎝⎭ 【解析】 【详解】(2)A 、B 的系统机械能守恒P K E E ∆=∆减加2211sin sin 22A B h h mg mv mv αβ⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭cos A B v v α=解得22111cos sin sin A gh v ααβ⎛⎫=-⎪+⎝⎭(2)当A 速度最大时，B 的速度为零，由机械能守恒定律得P K E E ∆=∆减加21sin 2Am h mg h mv α⎛⎫-= ⎪⎝⎭ 对A 列动能定理方程2T 12Am W mv =联立解得T sin h W mg h α⎛⎫=- ⎪⎝⎭3．如图所示，在倾角为θ=30°的固定斜面上固定一块与斜面垂直的光滑挡板，质量为m 的半圆柱体A 紧靠挡板放在斜面上，质量为2m 的圆柱体B 放在A 上并靠在挡板上静止。
第七章 动能和动能定理
v = 60 m/s
根据动能定理，有：
1 2 Fl－Ff l = mv 2 Ff = kmg 4 Þ F » 1.8´ 10 N
小球速度越大对 物块做功越多
小球质量越大对 物块做功越多
(1)让同一铁球从不同的高度滚下，可以看到：
(2)让质量不同的铁球从同一高度滚下，可以看到： 以上两个现象说明动能的影响因素有哪些？ 小球动能与速度和质量有关
1 2 1．动能的表达式：EK = mv 2
2．对动能的理解：
是一个状态量． (1)动能的瞬时性：物体动能的大小与物体瞬时速度的大小相对应，
2
3
4
1 2 1 Ek = mv = 创4 152 J=450 J 2 2
对地速度
v相对 =5 m/s
C)
v车 =36 km/h=10 m/s v地 =v车 +v相对 =10 m/s+5 m/s=15 m/s
1
2．(对动能定理的理解)关于运动物体 所受的合外力、合外力做的功、物体 动能的变化，下列说法正确的是( B ) A．运动物体所受的合外力不为零， W 合外力必做功，物体的动能肯定 要变化 B．运动物体所受的合外力为零，则 W 物体的动能肯定不变 W C．运动物体的动能保持不变，则该 物体所受合外力一定为零 D．运动物体所受合外力不为零，则 该物体一定做变速运动 Fl cos
= Fl cos =0 = ΔEk = 0
F¹ 0 W= 0 l= 0 = 90?
1
2
3
4
3．(动能定理的应用)物体沿直线运 动的v－t图象如图所示，已知在第1 秒内合力对物体做功为W，则( CD ) W = 1 mv 2 2 A．从第1秒末到第3秒末合力做功 2 1 2 1 为 4W W1 = 2 mv － 2 mv =0 B．从第3秒末到第5秒末合力做功 2 1 W2 = 0－ 2 mv = －W 为－2W C．从第5秒末到第7秒末合力做功 2 1 W3 = 2 m （-v） －0 = W 为W v 2 1 2 D．从第3秒末到第4秒末合力做功 1 W4 = 2 m （ ）－ 2 m （v）= －0.75W 为－0.75W 2
03专题：动能定理专题(含答案)
03专题：动能定理专题考法1 动能定理1．动能定理： W合＝E k2－E k1。
2.用动能定理的解题步骤1、我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。
如图所示，质量m＝60 kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a＝3.6 m/s2匀加速滑下，到达助滑道末端B时速度v B＝24 m/s，A与B的竖直高度差H＝48 m。
为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧。
助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h＝5 m，运动员在B、C间运动时阻力做功W＝－1 530 J，取g＝10 m/s2。
(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力F f的大小；(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大。
考法2 动能定理与图像1．力学中图像所围“面积”的意义vt图像由公式x＝vt可知，vt图线与横坐标围成的面积表示物体的位移at图像由公式Δv＝at可知，at图线与横坐标围成的面积表示物体速度的变化量Fx图像由公式W＝Fx可知，Fx图线与横坐标围成的面积表示力所做的功Pt图像由公式W＝Pt可知，Pt图线与横坐标围成的面积表示力所做的功2．解决物理图像问题的基本步骤(1)观察题目给出的图像，弄清纵坐标、横坐标所对应的物理量及图线所表示的物理意义。
(2)根据物理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间的函数关系式。
(3)将推导出的物理量间的函数关系式与数学上与之相对应的标准函数关系式相对比，找出图线的斜率、截距、图线的交点、图线与横坐标所围的面积所对应的物理意义，分析解答问题。
或者利用函数图线上的特定值代入函数关系式求物理量。
2、如图甲所示，长为4 m的水平轨道AB与半径为R＝0.6 m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接。
第3节 动能和动能定理
2.科学思维
3.能用动能定理解释生产、生活中的现象。 (1)建立物理运动模型。
4.会用动能定理处理生产生活中的简单问 (2)分析推理思维。
题。
3.关键能力
分析推理能力。
CONTEN TS
知识点 ///////
随堂对点自测 ///////
目 录
课后巩固训练 ///////
1
知识点
知识点一 动能和动能变化量 知识点二 实验探究恒力做功与动能改变的关系 知识点三 动能定理的理解和应用
目录
知识点
创新设计
4.数据处理 (1) 速 度 的 计 算 ： 依 据 匀 变 速 直 线 运 动 特 点 计 算 某 点 的 瞬 时 速 度 ： v ＝
sn＋12－Tsn－1。
(2)功的计算：拉力所做的功 W1＝mgs1，W2＝mgs2……
(3)动能增量的计算：物体动能的增量 ΔEk1＝12Mv21，ΔEk2＝21Mv22，… 5.实验结论
目录
知识点
解析 (1)小朋友在斜面滑下的过程中克服摩擦力做的功为 Wf1＝f1L＝88×5 J＝440 J。 (2)小朋友在斜面上运动的过程，由动能定理得
mgh－Wf1＝12mv2－0 代入数据解得v＝4 m/s。 (3)小朋友在水平地垫上运动的过程，由动能定理得 －f2s＝0－21mv2，代入数据解得 s＝1.6 m。 答案 (1)440 J (2)4 m/s (3)1.6 m
创新设计
3.动能定理应用的步骤 (1)选取研究对象(通常是单个物体)，明确它的运动过程。 (2)对研究对象进行受力分析，明确各力做功的情况，求出外力做功的代数和。 (3)明确物体在初、末状态的动能Ek1、Ek2。 (4)列出动能定理的方程W＝Ek2－Ek1，结合其他必要的辅助方程求解并验算。
高中物理动能与动能定理解题技巧及练习题(含答案)
根据牛顿第二定律得:
解得:
,方向向下
根据牛顿第三定律得，小球对轨道最高点的压力大小为 20N，方向向上．
【点睛】
本题考查了动能定理、动量守恒定律、牛顿第二定律的综合，涉及到平抛运动、圆周运
动，综合性较强，关键要理清过程，选择合适的规律进行求解.
7．如图所示，一长度 LAB=4．98m，倾角 θ=30°的光滑斜面 AB 和一固定粗糙水平台 BC 平 滑连接，水平台长度 LBC=0．4m，离地面高度 H=1．4m，在 C 处有一挡板，小物块与挡板 碰撞后原速率反弹，下方有一半球体与水平台相切，整个轨道处于竖直平面内。在斜面顶 端 A 处静止释放质量为 m="2kg" 的小物块（可视为质点），忽略空气阻力，小物块与 BC 间的动摩擦因素 μ=0．1，g 取 10m/s2。问：
减速运动；根据动能定理有：
⑥
解得：
⑦
（3）设滑块在传送带上运动的时间为 t，则 t 时间内传送带的位移：s=v0t
由机械能守恒有：
⑧
⑨ 滑块相对传送带滑动的位移 相对滑动生成的热量
⑫
⑩ ⑪
4．如图所示，在娱乐节目中，一质量为 m＝60 kg 的选手以 v0＝7 m/s 的水平速度抓住竖直 绳下端的抓手开始摆动，当绳摆到与竖直方向夹角 θ＝37°时，选手放开抓手，松手后的上 升过程中选手水平速度保持不变，运动到水平传送带左端 A 时速度刚好水平，并在传送带 上滑行，传送带以 v＝2 m/s 匀速向右运动．已知绳子的悬挂点到抓手的距离为 L＝6 m，传 送带两端点 A、B 间的距离 s＝7 m，选手与传送带间的动摩擦因数为 μ＝0.2，若把选手看 成质点，且不考虑空气阻力和绳的质量．(g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：
动能定理及简单应用(含答案)
动能定理及简单应用一、动能1、定义：物体由于运动而具有的能．2、表达式：E k ＝12m v 2.3、物理意义：动能是状态量，是标量(填“矢量”或“标量”)． 二、动能定理1、内容：力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化．2、表达式：W ＝12m v 22－12m v 21＝E k2－E k1. 3、物理意义：合外力的功是物体动能变化的量度． 4、适用条件(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动． (2)既适用于恒力做功，也适用于变力做功．(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分阶段作用． 三、理解（一）对动能及其变化的理解 1、对动能的理解(1)动能是物体由于运动而具有的能量，表达式E k ＝12m v 2.(2)动能是状态量，和物体的瞬时速度大小(速率)对应． 2、关于动能的变化动能的变化量为正值，表示物体的动能增加了，对应于合外力对物体做正功；动能的变化量为负值，表示物体的动能减小了，对应于合外力对物体做负功，或者说物体克服合外力做功．（二）动能定理及其应用 1、对动能定理的理解(1)动能定理公式中等号表明了合外力做功与物体动能的变化间的两个关系：①数量关系：即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系．可以通过计算物体动能的变化，求合外力的功，进而求得某一力的功． ②因果关系：合外力的功是引起物体动能变化的原因．(2)动能定理中涉及的物理量有F 、l 、m 、v 、W 、E k 等，在处理含有上述物理量的问题时，优先考虑使用动能定理．2、运用动能定理需注意的问题(1)应用动能定理解题时，在分析过程的基础上无需深究物体运动过程中状态变化的细节，只需考虑整个过程的功及过程初末的动能．(2)若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可分段考虑，也可整个过程考虑．但求功时，有些力不是全过程都作用的，必须根据不同的情况分别对待求出总功，计算时要把各力的功连同正负号一同代入公式． 四、练习1、关于动能的理解，下列说法正确的是( )A ．动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能B ．物体的动能不可能为负值C ．一定质量的物体动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化D ．动能不变的物体，一定处于平衡状态 答案 ABC2、关于运动物体所受的合外力、合外力做的功及动能变化的关系，下列说法正确的是() A ．合外力为零，则合外力做功一定为零 B ．合外力做功为零，则合外力一定为零 C ．合外力做功越多，则动能一定越大 D ．动能不变，则物体合外力一定为零 答案 A解析 合外力为零，则物体可能静止，也可能做匀速直线运动，这两种情况合外力做功均为零，所以合外力做功一定为零，A 对；合外力做功为零或动能不变，合外力不一定为零，如匀速圆周运动，故B 、D 错；合外力做功越多，动能变化越大，而不是动能越大，故C 错．3、质量为m 的物体在水平力F 的作用下由静止开始在光滑地面上运动，前进一段距离之后速度大小为v ，再前进一段距离使物体的速度增大为2v ，则( ) A ．第二过程的速度增量等于第一过程的速度增量 B ．第二过程的动能增量是第一过程动能增量的3倍 C ．第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做的功 D ．第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做功的2倍 答案 AB解析 由题意知，两个过程中速度增量均为v ，A 正确；由动能定理知：W 1＝12m v 2，W 2＝12m (2v )2－12m v 2＝32m v 2，故B 正确，C 、D 错误． 4、子弹的速度为v ，打穿一块固定的木块后速度刚好变为零．若木块对子弹的阻力为恒力，那么当子弹射入木块的深度为其厚度的一半时，子弹的速度是 ( )A.v 2B.22vC.v 3D.v 4答案 B解析 设子弹的质量为m ，木块的厚度为d ，木块对子弹的阻力为F f .根据动能定理，子弹刚好打穿木块的过程满足－F f d ＝0－12m v 2.设子弹射入木块厚度一半时的速度为v ′，则－F f ·d 2＝12m v ′2－12m v 2，得v ′＝22v ，故选B5、某人用手托着质量为m 的物体，从静止开始沿水平方向运动，前进距离l 后，速度为v (物体与手始终相对静止)，物体与手掌之间的动摩擦因数为μ，则人对物体做的功为( ) A ．mglB ．0C ．μmglD.12m v 2 答案 D6、一人乘竖直电梯从1楼到12楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则下列说法正确的是( )A ．电梯对人做功情况是：加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功B ．电梯对人做功情况是：加速和匀速时做正功，减速时做负功C ．电梯对人做的功等于人动能的增加量D ．电梯对人做的功和重力对人做的功的代数和等于人动能的增加量 答案 D解析 电梯向上加速、匀速、再减速运动的过程中，电梯对人的作用力始终向上，故电梯始终对人做正功，A 、B 均错误；由动能定理可知，电梯对人做的功和重力对人做的功的代数和等于人动能的增加量，故C 错误，D 正确．7、如图所示，物体与斜面AB 、DB 间动摩擦因数相同．可视为质点的物体分别沿AB 、DB 从斜面顶端由静止下滑到底端，下列说法正确的是( )A ．物体沿斜面DB 滑动到底端时动能较大 B ．物体沿斜面AB 滑动到底端时动能较大C ．物体沿斜面DB 滑动过程中克服摩擦力做的功较多D ．物体沿斜面AB 滑动过程中克服摩擦力做的功较多 答案 B解析 已知物体与斜面AB 、DB 间动摩擦因数相同，设斜面倾角为θ，底边为x ，则斜面高度为h ＝x tan θ，斜面长度为L ＝xcos θ，物体分别沿AB 、DB 从斜面顶端由静止下滑到底端，由动能定理有：mgh －μmg cos θ·L ＝mgh －μmgx ＝12m v 2，可知物体沿斜面AB 滑动到底端时动能较大，故A 错误，B 正确；物体沿斜面滑动过程中克服摩擦力做的功W ＝μmgL cos θ＝μmgx ，则两次相同，故C 、D 错误．8、(2011·课标全国·15)一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用．此后，该质点的动能可能( )A ．一直增大B ．先逐渐减小至零，再逐渐增大C ．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D ．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大解析 若力F 的方向与初速度v 0的方向一致，则质点一直加速，动能一直增大，选项A 正确．若力F 的方向与v 0的方向相反，则质点先减速至速度为零后再反向加速，动能先减小至零后再增大，选项B 正确．若力F 的方向与v 0的方向成一钝角，如斜上抛运动，物体先减速，减到某一值再加速，则其动能先减小至某一非零的最小值再增大，选项D 正确． 答案 ABD9、甲、乙两物体质量之比m 1∶m 2＝1∶2，它们与水平桌面间的动摩擦因数相同，在水平桌面上运动时，因受摩擦力作用而停止．(1)若它们的初速度相同，则运动位移之比为________； (2)若它们的初动能相同，则运动位移之比为________． 答案 (1)1∶1 (2)2∶1解析 设两物体与水平桌面间的动摩擦因数为μ. (1)它们的初速度相同，设为v 0，由动能定理得： －μm 1gl 1＝0－12m 1v 20. －μm 2gl 2＝0－12m 2v 20. 所以l 1∶l 2＝1∶1.(2)它们的初动能相同，设为E k ，由动能定理得： －μm 1gl 1＝0－E k . －μm 2gl 2＝0－E k .所以l 1∶l 2＝m 2∶m 1＝2∶1.10、人通过滑轮将质量为m 的物体，沿粗糙的斜面从静止开始匀加速地由底端拉到斜面顶端，物体上升的高度为h ，到达斜面顶端时的速度 为v ，如图所示．则在此过程中( )A ．物体所受的合外力做的功为mgh ＋12m v 2B ．物体所受的合外力做的功为12m v 2C ．人对物体做的功为mghD ．人对物体做的功大于mgh 答案 BD解析 物体沿斜面做匀加速运动，根据动能定理：W 合＝W F －W f －mgh ＝12m v 2，其中W f为物体克服摩擦力做的功．人对物体做的功即是人对物体的拉力做的功，所以W 人＝W F ＝W f ＋mgh ＋12m v 2，A 、C 错误，B 、D 正确．11、如图所示，质量为m 的小球用长为L 的轻质细线悬于O 点，与O 点处于同一水平线上的P 点处有一个光滑的细钉，已知OP ＝L2，在A 点给小球一个水平向左的初速度v 0，发现小球恰能到 达跟P 点在同一竖直线上的最高点B .则： (1)小球到达B 点时的速率？(2)若不计空气阻力，则初速度v 0为多少？(3)若初速度v 0＝3gL ，则小球在从A 到B 的过程中克服空气阻力做了多少功？ 解析 (1)小球恰能到达最高点B ，有mg ＝m v 2BL 2，得v B ＝gL 2. (2)从A →B 由动能定理得 －mg (L ＋L 2)＝12m v 2B －12m v 20可求出v 0＝7gL2. (3)由动能定理得－mg (L ＋L 2)－W f ＝12m v 2B －12m v 20 可求出W f ＝114mgL .答案 (1) gL2(2) 7gL 2 (3)114mgL12、如图所示，电梯质量为M ，在它的水平地板上放置一质量为m的物体．电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动， 当上升高度为H 时，电梯的速度达到v ，则在这个过程中，以下 说法中正确的是( )A ．电梯地板对物体的支持力所做的功等于m v 22B ．电梯地板对物体的支持力所做的功大于m v 22C ．钢索的拉力所做的功等于m v 22＋MgHD ．钢索的拉力所做的功大于m v 22＋MgH解析 以物体为研究对象，由动能定理得W N －mgH ＝12m v 2，即W N ＝mgH ＋12m v 2，选项B 正确，选项A 错误．以系统为研究对象，由动能定理得W T －(m ＋M )gH ＝12(M ＋m )v 2，即W T ＝12(M ＋m )v 2＋(M ＋m )gH >m v 22＋MgH ，选项D 正确，选项C 错误．答案 BD13、如图所示，一块长木板B 放在光滑的水平面上，在B 上放一物体A ，现以恒定的外力F 拉B ，由于A 、B 间摩擦力的作用，A 将在B 上滑动，以地面为参考系，A 、B 都向前移动一段距离．在此过程中( )A ．外力F 做的功等于A 和B 动能的增量B ．B 对A 的摩擦力所做的功等于A 的动能增量C ．A 对B 的摩擦力所做的功等于B 对A 的摩擦力所做的功D ．外力F 对B 做的功等于B 的动能的增量与B 克服摩擦力所做的功之和 答案 BD解析 A 物体所受的合外力等于B 对A 的摩擦力，对A 物体运用动能定理，则有B 对A 的摩擦力所做的功等于A 的动能的增量，B 对．A 对B 的摩擦力与B 对A 的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A 在B 上滑动，A 、B 对地的位移不等，故二者做功不等，C 错．对B 应用动能定理，W F －W f ＝ΔE k B ，W F ＝ΔE k B ＋W f ，即外力F 对B 做的功等于B 的动能的增量与B 克服摩擦力所做的功之和，D 对．由前述讨论知B 克服摩擦力所做的功与A 的动能增量(等于B 对A 的摩擦力所做的功)不等，故A 错．14、(2012·福建理综·21)如图所示，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边．已知拖动缆绳的电动机功率恒为P，小船的质量为m，小船受到的阻力大小恒为f，经过A点时的速度大小为v0，小船从A点沿直线加速运动到B点经历时间为t1，A、B两点间距离为d，缆绳质量忽略不计．求：(1)小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功W f；(2)小船经过B点时的速度大小v1；(3)小船经过B点时的加速度大小a.答案(1)fd(2) v20＋2m(Pt1－fd)(3)Pm2v20＋2m(Pt1－fd)－fm解析(1)小船从A点运动到B点克服阻力做功W f＝fd ①(2)小船从A点运动到B点，电动机牵引缆绳对小船做功W＝Pt1 ②由动能定理有W－W f＝12m v21－12m v2③由①②③式解得v1＝v20＋2m(Pt1－fd)④(3)设小船经过B点时缆绳的拉力大小为F，缆绳与水平方向夹角为θ，电动机牵引缆绳的速度大小为v，则P＝F v ⑤v＝v1cos θ⑥由牛顿第二定律有F cos θ－f＝ma ⑦由④⑤⑥⑦式解得a＝Pm2v20＋2m(Pt1－fd)－fm.15、(2012·北京理综·22)如图所示，质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离l后以速度v飞离桌面，最终落在水平地面上．已知l＝1.4 m，v＝3.0 m/s，m＝0.10 kg，小物块与桌面间的动摩擦因数μ＝0.25，桌面高h＝0.45 m．不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)小物块落地点到飞出点的水平距离s ； (2)小物块落地时的动能E k ； (3)小物块的初速度大小v 0.答案 (1)0.90 m (2)0.90 J (3)4.0 m/s 解析 (1)由平抛运动规律，有 竖直方向h ＝12gt 2水平方向s ＝v t 得水平距离s ＝2hgv ＝0.90 m (2)由机械能守恒定律，得落地时的动能E k ＝12m v 2＋mgh ＝0.90 J(3)由动能定理，有－μmgl ＝12m v 2－12m v 20得初速度大小v 0＝2μgl ＋v 2＝4.0 m/s.。
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1 【巩固练习】动能和动能定理 一、选择题： 1．质量为0.4kg的足球以5m／s的速度飞向运动员，运动员以20 m／s的速度将球踢出．则运动员踢球做的功是（ ） A．45 J B．75 J C．80 J D．85 J
2．材料相同的两个滑块A和B，开始以相同的初动能在同一粗糙的水平面上滑动，最终停在水平面上．若它们的质量ABmm ，那么它们滑行的距离，有（ ） A．A比B远 B．B比A远 C．一样远 D．无法确定
3.一个物体放在水平光滑的水面上，现用水平力F拉着物体由静止开始运动，当经过位移S1时，速度达到v，随后又经过位移S2，速度达到2v，那么，在S1和S2两段路程中F对物体做的功之比为（ ） A．1：2 B.2：1 C.1：3 D. 1：4
4．一颗子弹射穿透厚度为3.0 cm的固定木板后速度减小到原来的1／2，此后它还能射穿透同样材料的木板的厚度最多为（ ） A．0.75 cm B．1.0 cm C．1.5 cm D．3.0 cm
5.质量不同而具有相同动能的两个物体，在动摩擦因数相同的水平面上滑行到停止，则（ ） A．质量大的滑行的距离大 B．质量大的滑行的距离小 C．它们克服阻力做的功一样大 D．它们运动的加速度一样大
6．一个质量为2 kg的滑块以4 m/s的速度在光滑的水平面上向左滑行。从某一时刻起，在滑块上作用一个向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为4 m/s．在这段时间里水平力所做的功为( ) A．0 B．8 J C．16 J D．32 J
7．一个25kg的小孩从高度为3.0的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0m/s，g取10m/s2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是( ) A．合力做功50 J B．阻力做功500 J C．重力做功500 J D．支持力做功50 J 1. 对于橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的．我们可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决，只需要测出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次实验的多少倍，使用的方法是( ) A．用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次为s、2s、3s、„进行第1次、第2次、第3次、„„实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W、„ B．让小车通过相同的距离，第1次力为F，第2次力为2F、第3次力为3F、„„实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W、„ C．选用同样的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用l条、2条、3条、„„同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次、„„实验时，橡皮筋对小车做的功就是W、2W、3W、„ D．利用弹簧测力计测量对小车的拉力F，利用直尺测量小车在力的作用下移动的位移s，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为W、2W、3W、„
2. 关于“探究功与速度变化的关系”实验中，下列叙述正确的是( ) A．每次实验必须设法求出橡皮筋对小车做功的具体数值 2
B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致 C．放小车的长木板应该尽量使其水平 D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
3．为了计算由于橡皮筋做功而使小车获得的速度，在某次实验中某同学得到了如图所示的一条纸带，在A、B、C、D中应该选用哪个点的速度才符合要求( )
A．A点 B．B点 c．C点 D．D点 二、解答题： 1．质量为6kg的物体静止在水平地面上，在水平力F的作用下由静止开始，运动了4 m，速度达到4 m／s，此时撤去力F，又通过6 m的路程，物体停了下来．求力F的大小。 1．F=20N 解析：撤去F后，由动能定理
210.28mvfsfN
有F作用时，由动能定理 21().2820FfsmvfNFN
2. 两物体AB靠在一起放在水平地面上，在力作用下有静止开始运动，F=20N，mA=3kg，mB=1kg，AB与地面间动摩擦因数均为0.2，F与水平夹角为37°，求力F对物体做功160J时，物体A的动能。
2．42J 解析：由W=FScosα 得S=10m
受力分析：cos(sin)()ababFFmgmgmma 可得21.4/ams
根据22vas有28/vms所以： 2121328242KAEmvJ
3
3.一架喷气式飞机，质量m=5.0×103kg，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为S=5.3×102m，达到起飞速度V=60m/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的0.02倍（K=0.02），求飞机受到的牵引力F。
3．N.F41081 解析：研究对象：飞机 研究过程：从静止→起飞（V=60m/s）
适用公式：动能定理：2201122Wmvmv
具体表达：21()2FfSmv
得到牵引力：NkmgSmvF42108.12 4.有一长为L的木块，质量为M，静止地放在光滑的水平面上，现有一质量为m的子弹（可视为质点）以初速度v0入射木块，若在子弹穿出木块的过程中，木块发生的位移为S，求子弹射出木块后，木块和子弹的速度分别为多大？（设子弹在木块中受到的阻力恒为f）
4．子弹速度202()mvfslvm；木块速度2fsVM 解析：（1）以子弹为研究对象，设其速度为v，从子弹开始入射木块（v0）到子弹射出木块（v）时为止，应用动能定理：
220
11
22Wmvmv
得：2022121)(mvmvLSf
可得：202()mvfslvm （2）以木块为研究对象，设其速度为V，从子弹开始入射木块（0）到子弹射出木块（V）时为止应用动能定理：
220
11MM22WVV
得：221MVfS 2fsVM 4
5.一运动员从距离水面高度为10m的跳台上腾空而起，当他的重心离跳台台面的高度为1m时他恰好达到最高位置．当他下降到手触及水面时要伸直手臂做一个翻掌压水花的动作，这时他的重心离水面也是1m。入水之后，他的重心能下沉到离水面约2.5m处，试计算水对他的平均阻力约是他自身重力的几倍？（取
2/10smg
）5．3.9
解析：从最高点到最低点有重力做功和水的平均阻力做功，整个过程动能变化为0，由动能定理可得： 0013.53.93.5mghfsmghfsfhmgs
6.如图所示，物体沿一曲面从A点无初速滑下，滑至曲面的最低点B时，下滑的高度为5m，若物体的质量为1kg，到B点时的速度为6m/s，求物体在下滑过程中克服阻力所做的功。
6．32J 解析：整个过程应用动能定理，重力做功只与高度有关，则有：
22
10212501832ffmvmghWWmghmvJ
7．如图所示，用拉力F使一个质量为m的木箱由静止开始在水平冰道上移动了l，拉力F跟木箱前进方向的夹角为α，木箱与冰道间的动摩擦因数为μ，求木箱获得的速度。
7．2[cos(sin)]/vFmgFlm 解析：拉力对物体做正功，摩擦力做负功，重力和支持力不做功。初动能为0末动能为212mv； 根据动能定理：21cos02Flflmv 又因(sin)fmgF 得2[cos(sin)]/vFmgFlm
l
A B 5
【答案与解析】 一、选择题： 1. B 解析：运动员踢球做的功可由动能定理求解：
2221
22
112210.4(205)275WmvmvJ
2．B 解析：根据动能定理有KEmgs
对A：KAAEmgs 对B：KBBEmgs 因为ABmm，所以B比A远。 3．C 解析：根据动能定理合外力做功等于动能变化，故做功之比为动能变化之比，
21102kEmv
，
2222111(2)3222kEmvmvmv
，
故之比为1：3 4．B 解析：根据动能定理
第一个过程：速度由v变为2v，2211()().3222vmmvfcm
第二个过程：速度由2v变为0，210().22vmfs 可得：1scm 5．BCD
解析：根据动能定理KEmgs可知BC正确，物体所受的合外力为μmg，则加速度为μg，即相同，故D选项正确。 6．A 解析：虽然物体的速度方向发生了变化，但是其动能并没有变化，根据动能定理可知，合外力对物体做的功为零，而物体所受的合外力就是这个水平力，所以该力对物体做功为零． 7．A
解析：由动能定理可求得合力做的功等于物体动能的变化2211252.0J50J22kWEmv合△，A
选项正确．重力做功25103.0J750JGWmgh，C选项错误．支持力的方向与小孩的运动方向垂