动能定理和机械能守恒定律的应用
(25分钟·60分)
一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)
1.在足球赛中,红队球员在白队禁区附近主罚定位球,将球从球门右上角擦着横梁踢进球门,如图所示。球门高度为h,足球飞入球门的速度为v,足球的质量为m,则红队球员将足球踢出时对足球所做的功W为(不计空气阻力) ( )
A. mv2
B.mgh
C.mgh+ mv2
D.因为球被踢进球门过程中的运动轨迹不确定,所以球员做功的大小无法确定
【解析】选C。这道题是属于“求瞬时功”的类型,这种类型的题要用动能定理来做,因为在踢球的过程中红队球员对球的作用力不是恒力。不计空气阻力,已知球贴着横梁入门,球门高度为h,则由动能定理得W-mgh= mv2,可求得W=mgh+ mv2。则C正确,A、B、D错误。
2.质量为m的物体从地面上方H高处无初速度释放,不计空气阻力,落在地面后撞出一个深度为h的坑,如图所示,在此过程中错误的是( )
A.重力对物体做功为mgH
B.物体的重力势能减少了mg(H+h)
C.外力对物体做的总功为零
D.地面对物体的平均阻力为
【解析】选A。重力做功:WG=mgΔh=mg(H+h),故A错误,B正确。对整个过程运用动能定理得:W总=ΔEk=0,故C正确。对整个过程运用动能定理得:W总=WG+(-fh) =ΔEk=0,f= ,故D正确。
3.如图所示,用竖直向下的恒力F通过跨过光滑定滑轮的细线拉动光滑水平面上的物体,物体沿水平面移动过程中经过A、B、C三点,设AB=BC,物体经过A、B、C三点时的动能分别为EkA、EkB、EkC,则它们间的关系是 ( )
A.EkB-EkA=EkC-EkB B.EkB-EkAkC-EkB
C.EkB-EkA>EkC-EkB D.EkC<2EkB
【解析】选C。由动能定理得,EkB-EkA=WAB,EkC-EkB=WBC,由于物体所受的重力和支持力不做功,因此合外力做的功就等于拉力所做的功。由几何关系可知,从A运动到B的过程中,力F作用点的位移大于从B到C过程中的力F作用点的位移,因此WAB>WBC,选项A、B错误,C正确;由于物体的初动能不确定,选项D错误。
