某物體質(zhì)量為m,在光滑水平面上與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力F的作用下,發(fā)生一段位移L,速度由v1增加到v2
(1)試從牛頓定律出發(fā),導(dǎo)出動(dòng)能定理的表達(dá)式.
(2)運(yùn)用動(dòng)能定理解答下面問題,有一質(zhì)量m=2kg的物體,置于水平面上,在水平恒力F=8N的作用下,使物體由靜止開始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過x=4m后,撤去F,問物體還能運(yùn)動(dòng)多長距離?已知物體與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2.(g取10m/s2
分析:(1)根據(jù)牛頓第二定律和速度-位移關(guān)系公式列式后約去加速度即可得到動(dòng)能定理表達(dá)式;
(2)對(duì)全過程運(yùn)用動(dòng)能定理求解物體還能運(yùn)動(dòng)多長距離.
解答:解:(1)物體在恒力F作用下做勻加速運(yùn)動(dòng),這個(gè)過程力F做的功為:W=FL
根據(jù)牛頓第二定律得:F=ma
而由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得:ν22-ν12=2aL
即:L=
ν22-ν12
2a

把F、L的表達(dá)式代入W=FL得:W=
ma(ν22-ν12)
2a

也就是:W=
1
2
mν22-
1
2
mν12
,此式即為動(dòng)能定理的表達(dá)式.
(2)對(duì)全過程,由動(dòng)能定理:Fx-μmg(x+L)=0
得:L=
(F-μmg)
μmg
x=4m

答:(1)導(dǎo)出的動(dòng)能定理的表達(dá)式是W=
1
2
mν22-
1
2
mν12

     (2)物體還能運(yùn)動(dòng)4m距離.
點(diǎn)評(píng):本題要掌握動(dòng)能定理是由牛頓第二定律和速度-位移關(guān)系公式二合一推導(dǎo)出來的,應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí),要靈活選擇研究過程,常有全程法和分段法兩種選擇方法.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(Ⅰ)物體在空中下落的過程中,重力做正功,物體的動(dòng)能越來越大,為了“探究重力做功和物體動(dòng)能變化間的定量關(guān)系”,我們提供了如圖的實(shí)驗(yàn)裝置.
(1)某同學(xué)根據(jù)所學(xué)的知識(shí)結(jié)合右圖設(shè)計(jì)一個(gè)本實(shí)驗(yàn)情景的命題:如圖所示,設(shè)質(zhì)量為m(已測定)的小球在重力mg作用下從開始端自由下落至光電門發(fā)生的位移s,通過光電門時(shí)的速度v,試探究外力做的功mgs與小球動(dòng)能變化量
12
mv2
的定量關(guān)系.
(2)某同學(xué)根據(jù)上述命題進(jìn)行如下操作并測出如下數(shù)據(jù).
①用天平測定小球的質(zhì)量為0.50kg;
②用
游標(biāo)卡尺
游標(biāo)卡尺
 測出小球的直徑為10.0mm;(選填:刻度尺,游標(biāo)卡尺,螺旋測微器)
③用刻度尺測出電磁鐵下端到
光電門
光電門
的距離為80.40cm;
④電磁鐵先通電,讓小球
吸在電磁鐵下端
吸在電磁鐵下端

⑤讓電磁鐵斷電,小球自由下落.
⑥在小球經(jīng)過光電門時(shí)間內(nèi),計(jì)時(shí)裝置記下小球經(jīng)過光電門所用時(shí)間為2.50×10-3s.
⑦計(jì)算得出重力做的功為4.02J,小球動(dòng)能變化量為
4.00
4.00
J.(g取10m/s2,結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(3)試根據(jù)在(2)中條件下做好本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論:
在誤差允許范圍內(nèi)外力做功與動(dòng)能變化量相等
在誤差允許范圍內(nèi)外力做功與動(dòng)能變化量相等

(Ⅱ)某同學(xué)使用如下圖A所示器材測定小燈泡在不同電壓下的阻值,已知小燈泡標(biāo)有“9V,4.5W“字樣,備選滑動(dòng)變阻器有二種規(guī)格,R1標(biāo)有”5Ω,2A”R2標(biāo)有”100Ω,2A”現(xiàn)要求小燈泡兩端電壓從零開始,并能測量多組數(shù)據(jù).

(1)為使操作更為方便,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用
R1
R1
(選填R1,R2
(2)將圖中的實(shí)物圖補(bǔ)充完整,使其能盡量準(zhǔn)確地測量小燈泡的阻值.
(3)本實(shí)驗(yàn)操作時(shí)應(yīng)閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,使小燈泡電流
從小到大
從小到大
(選填”從小到大”或”從大到小”)變化,讀取數(shù)據(jù).若某同學(xué)選用15V量程電壓表進(jìn)行測量示數(shù)如圖B所示,此時(shí)示數(shù)為
8.5V
8.5V

(4)圖C為某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出的一根I-U圖線,從圖中可以求出小燈泡正常工作時(shí)的阻值大小為
16.4Ω
16.4Ω
,(保留三位有效數(shù)字)此阻值比小燈泡的實(shí)際阻值偏
.(選填“大”或“小”)

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2010?盧灣區(qū)二模)圖(a)是“DIS向心力實(shí)驗(yàn)器”,當(dāng)質(zhì)量為m的物體隨旋轉(zhuǎn)臂一起做半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),受到的向心力可通過牽引桿由力傳感器測得,旋轉(zhuǎn)臂另一端的擋光桿每經(jīng)過光電門一次,通過力傳感器和光電門就同時(shí)獲得一組向心力F和角速度ω的數(shù)據(jù),并直接在坐標(biāo)系中描出相應(yīng)的點(diǎn).得到多組F、ω的數(shù)據(jù)后,連成平滑的曲線,經(jīng)驗(yàn)證為一個(gè)拋物線,改變實(shí)驗(yàn)條件重復(fù)三次實(shí)驗(yàn)(三次實(shí)驗(yàn)的條件見右表),得到的拋物線分別如圖(b)中的①、②、③所示.
(1)實(shí)驗(yàn)中,若擋光片的擋光寬度為△s,某次擋光片經(jīng)過光電門時(shí)的遮光時(shí)間為△t,則計(jì)算機(jī)計(jì)算角速度ω的計(jì)算式為
△s
r△t
△s
r△t

(2)分析比較表格和圖象可得到的結(jié)論為:
在半徑相同的情況下,F(xiàn)∝mω2
在半徑相同的情況下,F(xiàn)∝mω2

實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3
半徑r(m) 0.1 0.1 0.1
質(zhì)量m(kg) 0.022 0.044 0.066

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科目:高中物理 來源: 題型:

物體在空中下落的過程中,重力做正功,物體的動(dòng)能越來越大.為了“探究重力做功和物體動(dòng)能變化間的定量關(guān)系”,某實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)如圖提供的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案為:利用電磁鐵控制小鋼球的起始下落;用刻度尺測量小鋼球的下落高度;用計(jì)時(shí)裝置測出小鋼球經(jīng)過光電門的時(shí)間,計(jì)算出小鋼球的速度;比較小鋼球所受到的重力所做的功與小鋼球動(dòng)能變化之間的關(guān)系.
(1)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了如下操作.
①用天平測定小鋼球的質(zhì)量為m=0.25kg;
②用游標(biāo)尺測出小鋼球的直徑為d=10.0mm;
③用刻度尺測出電磁鐵下端到光電門的距離為L=80.40cm;
④實(shí)驗(yàn)時(shí),電磁鐵先通電,讓小鋼球
吸附在電磁鐵的下端
吸附在電磁鐵的下端

⑤然后
斷開電磁鐵的電源
斷開電磁鐵的電源
,小球自由下落.
⑥在小鋼球經(jīng)過光電門時(shí)間內(nèi),計(jì)時(shí)裝置記下小鋼球經(jīng)過光電門所用時(shí)間為t=2.50×10-3s,則小鋼球經(jīng)過光電門時(shí)的速度可利用表達(dá)式v=d/t進(jìn)行計(jì)算,此計(jì)算結(jié)果比小球的實(shí)際速度
(填“大”或者“小”)
⑦計(jì)算得出重力做的功為
2.01
2.01
J,小鋼球動(dòng)能變化量為
2.00
2.00
J.(g取10m/s2,結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(2)在本實(shí)驗(yàn)中的誤差
空氣阻力;測量有誤差;讀數(shù)誤差;計(jì)算速度值有誤差等
空氣阻力;測量有誤差;讀數(shù)誤差;計(jì)算速度值有誤差等
(至少寫出兩條).

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答,并在答題卡上把所選題目對(duì)應(yīng)字母后的方框涂滿涂黑,如都作答則按A、B兩小題評(píng)分.)
A.(選修模塊3-3)
(1)下列說法中正確的是
ABD
ABD

A、被活塞封閉在氣缸中的一定質(zhì)量的理想氣體,若體積不變,壓強(qiáng)增大,則氣缸在單位面積上,單位時(shí)間內(nèi)受到的分子碰撞次數(shù)增加
B、晶體中原子(或分子、離子)都按照一定規(guī)則排列,具有空間上的周期性
C、分子間的距離r存在某一值r0,當(dāng)r大于r0時(shí),分子間斥力大于引力;當(dāng)r小于r0時(shí)分子間斥力小于引力
D、由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離,液面分子間表現(xiàn)為引力,所以液體表面具有收縮的趨勢
(2)如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生如圖所示的狀態(tài)變化,狀態(tài)A與狀態(tài)B 的體積關(guān)系為VA
小于
小于
VB(選填“大于”、“小于”或“等于”); 若從A狀態(tài)到C狀態(tài)的過程中氣體對(duì)外做了100J的功,則此過程中
吸熱
吸熱
(選填“吸熱”或“放熱”)

(3)在“用油膜法測量分子直徑”的實(shí)驗(yàn)中,將濃度為η的一滴油酸溶液,輕輕滴入水盆中,穩(wěn)定后形成了一層單分子油膜.測得一滴油酸溶液的體積為V0,形成的油膜面積為S,則油酸分子的直徑約為
6S3
πη2
V
2
0
6S3
πη2
V
2
0
;如果把油酸分子看成是球形的(球的體積公式為V=
1
6
πd3
,d為球直徑),計(jì)算該滴油酸溶液所含油酸分子的個(gè)數(shù)約為多少.
B.(選修模塊3-4)(12分)
(1)下列說法中正確的是
C
C

A、光的偏振現(xiàn)象證明了光波是縱波
B、在發(fā)射無線電波時(shí),需要進(jìn)行調(diào)諧和解調(diào)
C、在白熾燈的照射下從兩塊捏緊的玻璃板表面看到彩色條紋,這是光的干涉現(xiàn)象
D、考慮相對(duì)論效應(yīng),一條沿自身長度方向運(yùn)動(dòng)的桿其長度總比桿靜止時(shí)的長度長
(2)一列橫波沿x軸正方向傳播,在t0=0時(shí)刻的波形如圖所示,波剛好傳到x=3m處,此后x=1m處的質(zhì)點(diǎn)比x=-1m處的質(zhì)點(diǎn)
(選填“先”、“后”或“同時(shí)”)到達(dá)波峰位置;若該波的波速為10m/s,經(jīng)過△t時(shí)間,在x軸上-3m~3m區(qū)間內(nèi)的波形與t0時(shí)刻的正好相同,則△t=
0.4nsn=1.2.3…
0.4nsn=1.2.3…


(3)如圖所示的裝置可以測量棱鏡的折射率,ABC表示待測直角棱鏡的橫截面,棱鏡的頂角為α,緊貼直角邊AC是一塊平面鏡,一光線SO射到棱鏡的AB面上,適當(dāng)調(diào)整SO的方向,當(dāng)SO與AB成β角時(shí),從AB面射出的光線與SO重合,則棱鏡的折射率n為多少?

C.(選修模塊3-5)
(1)下列說法正確的是
AC
AC

A、黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)
B、普朗克提出了物質(zhì)波的概念,認(rèn)為一切物體都具有波粒二象性.
C、波爾理論的假設(shè)之一是原子能量的量子化
D、氫原子輻射出一個(gè)光子后能量減小,核外電子的運(yùn)動(dòng)加速度減小
(2)如圖所示是研究光電效應(yīng)規(guī)律的電路.圖中標(biāo)有A和K的為光電管,其中K為陰極,A為陽極.現(xiàn)接通電源,用光子能量為10.5eV的光照射陰極K,電流計(jì)中有示數(shù),若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng),電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小,當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零,讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為6.0V;則光電管陰極材料的逸出功為
4.5
4.5
eV,現(xiàn)保持滑片P位置不變,增大入射光的強(qiáng)度,電流計(jì)的讀數(shù)
為零
為零
.(選填“為零”、或“不為零”)
(3)快中子增殖反應(yīng)堆中,使用的核燃料是钚239,裂變時(shí)釋放出快中子,周圍的鈾238吸收快中子后變成鈾239,鈾239(92239U)很不穩(wěn)定,經(jīng)過
2
2
次β衰變后變成钚239(94239Pu),寫出該過程的核反應(yīng)方程式:
92239U→94239Pu+2-10e
92239U→94239Pu+2-10e
.設(shè)靜止的鈾核92239U發(fā)生一次β衰變生成的新核質(zhì)量為M,β粒子質(zhì)量為m,釋放出的β粒子的動(dòng)能為E0,假設(shè)衰變時(shí)能量全部以動(dòng)能形式釋放出來,求一次衰變過程中的質(zhì)量虧損.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)物體在空中下落的過程中,重力做正功,物體的動(dòng)能越來越大,為了“探究重力做功和物體動(dòng)能變化的定量關(guān)系”,我們提供了如右圖的實(shí)驗(yàn)裝置.
(1)某同學(xué)根據(jù)所學(xué)的知識(shí)結(jié)合右圖設(shè)計(jì)一個(gè)本實(shí)驗(yàn)情景的命題:
如圖如示,質(zhì)量為m的小球在重力mg作用下從開始端自由下落至光電門發(fā)生的
 
,通過光電門時(shí)的
 
,試探究重力做的功
 
與小球動(dòng)能變化量
 
的定量關(guān)系.
請?jiān)冖佗诳崭裉幪顚懳锢砹康拿Q和對(duì)應(yīng)符號(hào);在③④空格處填寫數(shù)學(xué)表達(dá)式.
(2)某同學(xué)根據(jù)上述命題進(jìn)行如下操作并測出如下數(shù)字.
①用天平測定小球的質(zhì)量為0.50kg;
②用游標(biāo)卡尺測出小球的直徑為10.0mm;
③用刻度尺測出電磁鐵下端到光電門的距離為80.80cm;
④電磁鐵先通電,讓小球吸在開始端.
⑤電磁鐵斷電時(shí),小球自由下落.
⑥在小球經(jīng)過光電門時(shí)間內(nèi),計(jì)時(shí)裝置記下小球經(jīng)過光電門所用時(shí)間為2.50×10-3s,由此可算得小球經(jīng)過光電門的速度為
 
m/s.
⑦計(jì)算得出重力做的功為
 
J,小球動(dòng)能變化量為
 
J.(結(jié)果保留三位數(shù)字)
(3)試根據(jù)(2)對(duì)本實(shí)驗(yàn)下結(jié)論:
 
 

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