动能和动能定理
1.(2019·山东省诸城一中高一下学期期中)2018年2月22日平昌冬奥会短道速滑接力赛,中国男队获得亚军。观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面, 并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲,甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则( B )
A.甲对乙的作用力与乙对甲的作用力相同
B.乙对甲的作用力一定做正功,甲的动能增大
C.甲对乙的作用力可能不做功,乙的动能可能不变
D.甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
解析:甲、乙间的相互作用力大小相等方向相反,A错;根据动能定理可判B正确,C、D错误。
2.(多选)(2019·上海市风华中学高一下学期期中)如图所示,质量为m的小车在水平恒力F推动下,从山坡底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B,获得速度为v,AB的水平距离为s。下列说法正确的是( AB )
A.小车克服重力所做的功是mgh
B.合力对小车做的功是mv2
C.推力对小车做的功是Fs-mgh
D.小车克服阻力做的功是mv2+mgh-Fs
解析:阻力为变力,设克服阻力做的功为W,由动能定理可得Fs-mgh-W=mv2-0,得W=Fs-mgh-mv2,故D错误;推力对小车做的功为Fs,故C错;由动能定理可知,B正确;克服重力做功为mgh,A也正确,故正确答案为A、B。
3.(2018·北京市丰台区高一下学期末)如图所示为一滑梯的实物图,滑梯的斜面段长度L=5.0 m,高度h=3.0 m,为保证小朋友的安全,在水平面铺设安全地垫。水平段与斜面段平滑连接,小朋友在连接处速度大小不变。某小朋友从滑梯顶端由静止开始滑下,经斜面底端后水平滑行一段距离,停在水平地垫上。已知小朋友质量为m=20 kg,小朋友在斜面上受到的平均阻力f1=88 N,在水平段受到的平均阻力f2=100 N。不计空气阻力,取重力加速度g=10 m/s2。求:
(1)小朋友在斜面滑下的过程中克服摩擦力做的功;
(2)小朋友滑到斜面底端时的速度v的大小;
(3)为使小朋友不滑出水平地垫,地垫的长度x至少多长。
答案:(1)440 J (2)4 m/s 1.6 m
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=mv2
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:
-f2x=0-mv2
代入数据解得:x=1.6 m。