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题型:填空题
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填空题

从某一高度水平抛出质量为m的小球,经时间t落在水平地面上,速度方向偏转θ角,若不计空气阻力,重力加速度为g,则小球在飞行过程中重力做功为______

正确答案

解析

解:小球水平抛出后做平抛运动,竖直方向上的自由落体运动,则有

h=

所以重力做功为W=mgh=

故答案为:

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题型: 单选题
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单选题

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它们克服阻力做的功一样多

C质量大的滑行的加速度小

D质量大的滑行的时间大

正确答案

B

解析

解:A、由动能定理可知:W=-μmgs=0-EK

由公式可知,因初动能相同,故两物体克服阻力做功相同,而s=,故质量大的物体,滑行距离要小,故A错误,B正确;

C、由F=ma可知,μmg=ma,a=μg,故两物体的加速度相同,故C错误;

D、由x=at2可知,因质量大的物体滑行距离小,故其滑行时间要少,故D错误;

故选:B.

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题型: 单选题
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单选题

一个质量为2kg的小球从80m高的塔顶自由下落,在小球下落过程中的前3秒内,重力对小球做的功为(  ) (g=10m/s2

A0J

B1600J

C500J

D900J

正确答案

D

解析

解:物体做自由落体运动,所以在3s内下降的高度为:h=gt2=×10×32=45m,

重力做功为:W=mgh=2×10×45=900J

故选:D

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题型:简答题
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简答题

如图所示,站在自动扶梯上质量为40kg的人随扶梯斜向上作加速度为1m/s2的匀加速运动,扶梯高5m,倾角为30°,则此人从底端到顶端过程中,人受到的重力、摩擦力、支持力做的功.

正确答案

解:对人受力分析,由牛顿第二定律可得:

N-mg=masin30°

f=macos30°

联立解得:N=420N,f=N

故重力做功为:WG=-mgh=-2000J;

摩擦力做功为:Wf=fx=

支持力做功为:WN=Nh=2100J

答:此人从底端到顶端过程中,人受到的重力、摩擦力、支持力做的功分别为-2000J,300J,2100J

解析

解:对人受力分析,由牛顿第二定律可得:

N-mg=masin30°

f=macos30°

联立解得:N=420N,f=N

故重力做功为:WG=-mgh=-2000J;

摩擦力做功为:Wf=fx=

支持力做功为:WN=Nh=2100J

答:此人从底端到顶端过程中,人受到的重力、摩擦力、支持力做的功分别为-2000J,300J,2100J

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题型:简答题
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简答题

(2012秋•三元区校级月考)一辆质量为2t的汽车以恒定牵引力爬倾角为30°的斜坡,坡长是100m,汽车上坡前的速度是10m/s,到达坡顶的速度是5m/s,汽车受到的摩擦阻力是车重的0.05倍.(g取10m/s2)求:

(1)汽车动能的改变量;

(2)重力对汽车做的功;

(3)汽车的牵引力.

正确答案

解:(1)动能的改变量△EK===-750000J,负号说明动能减小.

(2)重力做功W=-mgLsin30°=-2×103×=-106J,负号说明重力做负功

(3)由动能定理知:FL-mgLsin30°-fL=△EK,其中f=0.5mg

联立得:F=1.25×104N

答:(1)汽车动能的改变量750000J;

(2)重力对汽车做的功-106J;

(3)汽车的牵引力1.25×104N.

解析

解:(1)动能的改变量△EK===-750000J,负号说明动能减小.

(2)重力做功W=-mgLsin30°=-2×103×=-106J,负号说明重力做负功

(3)由动能定理知:FL-mgLsin30°-fL=△EK,其中f=0.5mg

联立得:F=1.25×104N

答:(1)汽车动能的改变量750000J;

(2)重力对汽车做的功-106J;

(3)汽车的牵引力1.25×104N.

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题型: 单选题
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单选题

在水平面上,有一弯曲的槽道AB,槽道有半径分别为和R的两个半圆构成,现用大小恒为F的拉力将以光滑小球从A点沿槽道拉至B点,若拉力F的方向时时刻刻均与小球运动方向一致,则此过程中拉力所做的功为(  )

A0

BFR

CFR

D2πFR

正确答案

C

解析

解:拉力F的方向时时刻刻均与小球运动方向一致,则

W=Fs=F()=

故选C

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题型:简答题
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简答题

如图所示,用劲度系数为k=100N/m的轻弹簧将质量分别为1kg和2kg的物体A和B连接在一起,将B放在水平桌面上,将A放在弹簧上端并且与弹簧相连.若用竖直向上的力F拉A,使A以a=1.6m/s2的加速度上升,g=10m/s2.求:

(1)经过多长时间B对地面的压力为其重力的一半;

(2)从开始到B对地面的压力为其重力的一半的过程中拉力F做的功.

正确答案

解:处于静止时弹簧的压缩量为

对B受力分析,此时弹簧的弹力为F=m2g-0.5m2g=0.5m2g=10N

故此时弹簧的伸长量为

故当压力为其重力的一半时,弹簧的伸长量为x=x1+x2=0.2m

x=

t=

(2)弹簧在从压缩到伸长的过程中,弹簧的弹力不做功,故拉力做功全部转化为动能和 重力势能,故A的速度v=at=0.8m/s

W=

答:(1)经过0.5sB对地面的压力为其重力的一半;

(2)从开始到B对地面的压力为其重力的一半的过程中拉力F做的功为2.32J

解析

解:处于静止时弹簧的压缩量为

对B受力分析,此时弹簧的弹力为F=m2g-0.5m2g=0.5m2g=10N

故此时弹簧的伸长量为

故当压力为其重力的一半时,弹簧的伸长量为x=x1+x2=0.2m

x=

t=

(2)弹簧在从压缩到伸长的过程中,弹簧的弹力不做功,故拉力做功全部转化为动能和 重力势能,故A的速度v=at=0.8m/s

W=

答:(1)经过0.5sB对地面的压力为其重力的一半;

(2)从开始到B对地面的压力为其重力的一半的过程中拉力F做的功为2.32J

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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量为m=2kg的物体静止在水平面上,在外力F=15N作用下开始运动,已知F与水平方向夹角为37°,物体位移为2m时,具有21.8J的动能.求:(取g=10m/s2

(1)此过程中,物体克服摩擦力所做的功;(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(2)物体与水平面间的动摩擦因数.

正确答案

解:(1)此过程中,运用动能定理:

Fscos37°-Wf=mv2

解得:Wf=Fscos37°-mv2=15×2×0.8-21.8=2.2J

(2)对物体进行受力分析:

把拉力在水平方向和竖直方向分解,根据竖直方向平衡和滑动摩擦力公式得出:

f=μFN=μ(mg-Fsinθ)

根据功的定义式:Wf=μ(mg-Fsinθ)s

解得:μ=0.1

答:(1)此过程中,物体克服摩擦力所做的功为2.2J;

(2)物体与水平面间的动摩擦因数是0.1.

解析

解:(1)此过程中,运用动能定理:

Fscos37°-Wf=mv2

解得:Wf=Fscos37°-mv2=15×2×0.8-21.8=2.2J

(2)对物体进行受力分析:

把拉力在水平方向和竖直方向分解,根据竖直方向平衡和滑动摩擦力公式得出:

f=μFN=μ(mg-Fsinθ)

根据功的定义式:Wf=μ(mg-Fsinθ)s

解得:μ=0.1

答:(1)此过程中,物体克服摩擦力所做的功为2.2J;

(2)物体与水平面间的动摩擦因数是0.1.

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题型: 多选题
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多选题

在平直公路上,汽车由静止开始做匀加速运动,当速度达到vm后立即关闭发动机直到停止,v-t图象如图.设汽车的牵引力为F,摩擦力为Ff,全过程中牵引力做功W1,克服摩擦力做功W2,则(  )

AF:Ff=4:1

BF:Ff=5:1

CW1:W2=1:1

DW1:W2=1:3

正确答案

A,C

解析

解:由图可知,物体先做匀加速直线运动,1s末速度为v,由动能定理可知:

(F-f)L1=mv2

减速过程中,只有阻力做功:

fL2=0-mv2

则可得:(F-f)L1=fL2

由图象可知,L1:L2=1:3;

解得:

F:f=4:1;

对全程由动能定理得:

W1-W2=0

故W1:W2=1:1

故选:AC.

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题型:填空题
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填空题

质量为m的小球用长度为L的轻绳系住,在竖直平面内做圆周运动,运动过程中小球受到空气阻力作用.已知小球经过最低点时轻绳受到的拉力为7mg,经过半周小球恰好能通过最高点,则此过程中小球克服空气阻力做的功为______

正确答案

解析

解:在最低点有:T-mg=m,解得=6gL.

在最高点有:mg=m,解得=gL.

根据动能定理得,-mg•2L-Wf=m-m

解得Wf=

故答案为:

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题型:简答题
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简答题

在离地面高度为h=20m处,将一个质量为m=1kg的钢球以v0=2m/s的速度水平抛出,取g=10m/s2.求:

(1)钢球从抛出到落地的时间t;

(2)飞行的水平距离x;

(3)钢球从抛出到落地的过程,重力做功W;

(4)物体触地之前瞬间的动能EK2

正确答案

解:(1)根据h=gt2得:

t=

(2)水平距离x=v0t=2×2m=4m

(3)重力做的功为:W=mgh=200J

(4)根据动能定力可得mgh=

解得Ek=202J

答:(1)钢球从抛出到落地的时间t为2s;

(2)飞行的水平距离x为4m;

(3)钢球从抛出到落地的过程,重力做功W为200J;

(4)物体触地之前瞬间的动能EK2为202J

解析

解:(1)根据h=gt2得:

t=

(2)水平距离x=v0t=2×2m=4m

(3)重力做的功为:W=mgh=200J

(4)根据动能定力可得mgh=

解得Ek=202J

答:(1)钢球从抛出到落地的时间t为2s;

(2)飞行的水平距离x为4m;

(3)钢球从抛出到落地的过程,重力做功W为200J;

(4)物体触地之前瞬间的动能EK2为202J

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题型: 单选题
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单选题

一质量为2kg物体在外力作用下,静止开始做直线运动,到达某点时速度为2m/s,在此过程中外力对物体做的功是(  )

A2J

B4J

C8J

D16J

正确答案

B

解析

解:物体的初速度为零,末速度为2m/s,根据动能定理,外力的总功为:

W=

故选:B.

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题型:简答题
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简答题

装有装饰材料的木箱A质量为50kg,放在水平地面上,要将它运送到90m远处的施工现场.如果用500N的水平恒力使A从静止开始运动,经过6s钟可到达施工现场.

(1)求木箱与地面间的动摩擦因数.

(2)若用大小为500N的水平拉力拉木箱A从静止开始运动,使木箱A能够到达90m远处的施工现场,恒力作用的最短时间为多少?在该情况下恒力做的功为多少?(g=10m/s2,结果保留2位有效数字)

正确答案

解:(1)木箱做匀加速运动,

由x=at2,解得a==5m/s2

由牛顿第二定律得:F-μmg=ma,解得μ=0.5

(2)在整个过程由动能定理得:

W-μmgx=0-0,解得W=2.3×104J;

x

故恒力作用时间为

答:(1)求木箱与地面间的动摩擦因数为0.5

(2)恒力作用的最短时间为4.2s,在该情况下恒力做的功为2.3×104J

解析

解:(1)木箱做匀加速运动,

由x=at2,解得a==5m/s2

由牛顿第二定律得:F-μmg=ma,解得μ=0.5

(2)在整个过程由动能定理得:

W-μmgx=0-0,解得W=2.3×104J;

x

故恒力作用时间为

答:(1)求木箱与地面间的动摩擦因数为0.5

(2)恒力作用的最短时间为4.2s,在该情况下恒力做的功为2.3×104J

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题型:填空题
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填空题

如图:用F=40N的水平推力推一个质量m=3.0kg的木块,使其沿着光滑斜面向上移动2m,则在这一过程中,F做的功为______J,重力做的功为______J.(g=10m/s2

正确答案

69.3J

-30J

解析

解:(1)推力为40N,位移为2m,力与位移夹角为30°,故推力的功为:

WF=Fxcosθ=40×2×=40J=69.3J;

(2)重力做功等于重力势能的减小量,故重力做功为:

WG=-Fxsinθ=-40×2×=-30J

故答案为:69.3J,-30J.

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题型:简答题
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简答题

在水平面上有一个长度为L=2m、质量为M=1kg的木板P,在木板上正中央放置一个质量为m=2kg的小滑块Q,PQ之间动摩擦因数为μ1=0.2,P与水平面之间动摩擦因数为μ2=0.4,系统静止.

(1)若对Q施加一个水平向右的恒力F=16N,欲使Q从P上掉下去,求F对Q至少要做多少功?

(2)若对P施加一个水平向右的恒力F=15N,欲使Q从P上掉下去,求F最短作用时间?

正确答案

解:(1)PQ一起加速的最大加速度为

PQ件摩擦力f11mg=0.2×2×10N=4N

P与水平面的摩擦力为f22(M+m)g=0.4×(1+2)×10N=12N

∵f1<f2

∴P静止

Q加速度为,由牛顿第二定律得

F-μ1mg=ma1

撤去F后P的加速度为

撤去F后恰好滑到P最右端速度减为零,此时F做功最少,由x=知,撤去F前后位移之比为1:3,

WF=Fx1=16×0.25J=4J

(2)设施加F后一起加速,则

∴P、Q一起加速设加速时间t2

则v=a1t2

撤去F后:

∴P先停止,Q停止P的最后端时,F作用时间最短

t1=2.3s

答:1)若对Q施加一个水平向右的恒力F=16N,欲使Q从P上掉下去,求F对Q至少要做功4J

(2)若对P施加一个水平向右的恒力F=15N,欲使Q从P上掉下去,F最短作用时间为2.3s

解析

解:(1)PQ一起加速的最大加速度为

PQ件摩擦力f11mg=0.2×2×10N=4N

P与水平面的摩擦力为f22(M+m)g=0.4×(1+2)×10N=12N

∵f1<f2

∴P静止

Q加速度为,由牛顿第二定律得

F-μ1mg=ma1

撤去F后P的加速度为

撤去F后恰好滑到P最右端速度减为零,此时F做功最少,由x=知,撤去F前后位移之比为1:3,

WF=Fx1=16×0.25J=4J

(2)设施加F后一起加速,则

∴P、Q一起加速设加速时间t2

则v=a1t2

撤去F后:

∴P先停止,Q停止P的最后端时,F作用时间最短

t1=2.3s

答:1)若对Q施加一个水平向右的恒力F=16N,欲使Q从P上掉下去,求F对Q至少要做功4J

(2)若对P施加一个水平向右的恒力F=15N,欲使Q从P上掉下去,F最短作用时间为2.3s

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