训练二 动能定理的综合应用1.(·连云港学测模拟)如图 1 所示,从距地面高 h=5 m 的 A 点以一定的初速度水平抛出一金属小球,抛出点与落地点的水平距离 x=10 m,g 取 10 m/s2,金属小球所受空气阻力忽视不计.图 1(1)求小球在空中的运动时间;(2)求小球的初速度大小;(3)现将一种质量为 0
1 kg 的塑料球从 A 点以跟金属小球相似的初速度抛出,测得落地时的速度大小为 12 m/s,求该过程塑料球克服空气阻力所做的功.2.(·江苏学测)地铁车站的轨道往往建得高些.如图 2 所示,列车从 A 到 O 的进站过程中,在平直轨道的 A 处关闭发动机,“冲”到站台的 O 处停下来.进站上坡过程中,列车的一部分动能转化为重力势能.列车启动发动机从 O 到 B 的出站过程中,重力势能可转化为列车的动能被再次运用,从而达到节省能源的目的.设坡高为 h,列车的质量为 m,通过 A、B 时的速度大小均为 v0,不计空气阻力,重力加速度为 g
图 2(1)求列车通过 A 时的动能 Ek;(2)求列车进站过程中损失的机械能 ΔE;(3)通过计算求与没有坡的情形相比,列车从 A 到 B 的过程中牵引力少做的功 ΔW
(假设在没有坡和有坡的两种情形下,列车出站过程克服摩擦力所做的功相等)3.(·南京学测模拟)体育课上同学们进行一项抛球入框游戏,球框(框壁厚度忽视不计)紧靠竖直墙壁放在水平地面上,如图 3 所示,某同学将球(可视为质点)正对竖直墙壁水平抛出并投入框中.球框高度和宽度均为 L,球的抛出点离地面的高度 3L,离墙壁的水平距离 5L
球与墙壁碰撞前后水平速度大小相等、方向相反,竖直速度不变.已知球的质量为 m,重力加速度为 g,空气阻力不计.求:图 3(1)为使球落入框中,球抛出时的最小速度;(2)球刚落到框底时的最小动能;(3)为使球落入框中,球与墙壁碰撞的最高点