热门试卷

解：（1）当物块所受的合外力为零时，加速度为零，此时物块下降距离为h。因为F恒等于mg，所以绳对物块拉力大小恒为mg，由平衡条件知：2θ=120°，所以θ=60°，由图可知：

h=L×tg30°=L ①

（2）当物块下落h时，绳的C、D端均上升h'，由几何关系可得：h'=－L ②

克服C端恒力F做的功为：W=F×h' ③

由①②③式联立解得：W=（－1）mgL

（3）物块下落过程中，共有三个力对物块做功。重力做正功，两端绳子对物块的拉力做负功。两端绳子拉力做的功就等于作用在C、D端的恒力F所做的功。因为物块下降距离h时动能最大。由动能定理得：mgh－2W= ④

将①②③式代入④式解得：Vm=

当物块速度减小为零时，物块下落距离达到最大值H，绳C、D上升的距离为H'。由动能定理得：mgH－2mgH'=0

又H'=－L

联立解得：H=

（1）由牛顿第二定律得：F-f=ma   

 式中f=μmg=0.2×1×10=2（N）

由牛顿第二定律得：物体的加速度a===4(m/s2)

物体在3s内的位移为：S=at2=×4×32=18（m）

3s内力F对物体做的功为：W=FS=6×18=108（J）

（2）由动量定理得：（F-f）△t=△P …④

则物理在第二个3s内的动量变化为：△P=（6-2）×3=12（kg•m/s）

答：（1）从静止开始运动，经过3s力F对物体所做的功为108J；

（2）在第二个3s内，该物体的动量变化大小为12（kg•m/s）．

解：（1）由匀变速直线运动的公式

①

得②

（2）设连接杆对拖拉机的拉力为f，由牛顿第二定律得：F-kMg-fcosθ=Ma ③

根据牛顿第三定律，联立②③式，

解得拖拉机对连接杆的拉力大小为：④

（3）拖拉机对耙做的功：W=fscosθ ⑤

联立④⑤式，解得：⑥

（1）物体在恒力作用下产生的加速度a===7.2×1011 m/s2

由图象可以知，物体在末开始做减速运动，至T时速度减至0，故物体第一次速度最大时发生在末，即：

当物体通过距离S=at2=×7.2×1011×（）2m=0.04m时，

物体速度第一次达到最大，vmax=at=7.2×1011×（）m/s=2.4×105m/s

（2）F-t图象可知，物体在T末速度为0，在接着内沿反方向做匀加速直线运动，则

据速度时间关系知，反方向可以达到的最大速度v-max=at=7.2×1011×m/s=1.2×105m/s

所以在一个周期内的v-t图象如下图所示．                            

（3）物体在t=0至t=2T/3期间运动的正方向位移为

S1=×2.4×105×=0.08 m

物体在t=2T/3至t=T期间运动的负方向位移大小为

S2=×1.2×105×=0.02 m

物体在t=0至t=T期间运动的位移S3=S1-S2=0.06 m

根据物体运动的周期性（见图）

物体在t=0至t=2T期间运动的位移S4=2S3=0.12m

物体还有0.03m的距离，根据S=at2

0.03=×7.2×1011×(△t)2

△t=×10-7s≈0.29×10-6s

所以物体运动位移15厘米的时间为t总=2T+△t=2.29×10-6s

（4）物体运动15厘米位移大小时的速度

v=a△t=7.2×1011××10-7m/s=12×104m/s

根据动能定理，力F在15厘米位移中对物体做的功等于物体动能的变化

WF=mv2=×1.0×10-11×(12×104)2J=0.216J

答：（1）通过0.04m时速度达到最大2.4×105m/s

（2）v-t图象如图所示

（3）物体运动位移15厘米所需时间为2.29×10-6s

（4）物体运动位移15厘米力F做功为0.216J．

（1）据题意，以物件为研究对象，受力如图：

由牛顿第二定律：F-mg=ma

运动规律：h=at2

拉力做功：W1=F•h

代入数据可解得W1=1.515×105J

（2）重力做功：W2=-mg•h

代入数据可解得W2=-1.5×105J

（3）总功：W=W1+W2代入数据得W=1.5×103J

答：（1）钢绳的拉力做的功W1=1.515×105J；

（2）物件的重力做的功W2=-1.5×105J；

（3）力对物件做的总功W=1.5×103J．

（1）设纸带的加速度为a1，铁块的加速度为a2，则

a2==μg=1m/s2①

L=a1t2-a2t2②

①②式联立，代入数据得t=1s③

（2）铁块运动的位移s=a2t2④

W=μmgs=0.5J  ⑤

③④⑤式联立，代入数据得

W=0.05J

答：（1）将纸带从铁块下抽出需要1s；（2）纸带对铁块做的功是0.05J

（1）小物块的加速度为a2=μg=2m/s2，水平向右

长木板的加速度为：a1==0.5 m/s2   水平向右

令刚相对静止时他们的共同速度为v，以木板运动的方向为正方向

对小物块有：v=-v2+a2t

对木板有：v=v1+a1t

联立解得：t=8s；v=14m/s

故经过8s小物块与长木板保持相对静止．

（2）此过程中小物块的位移为：

x2=t=48m

长木板的位移为：x1=t=96m

所以长木板的长度至少为：L=x1-x2=48m．

故长木板至少的长度为48m．

（3）由功的公式有：Wf=f•L=umgL=0.2×2×10×48J=192J．

答：（1）经过0.8s小物块与长木板相对静止；

（2）长木板至少要48m才能保证小物块始终不滑离长木板；

（3）上述过程中长木板对小物块摩擦力做的功为192J．

（1）WF=Fscos37°=300×50×0.8J=12000J

故拉力F对车做的功为12000J．

（2）Wf=-fs=-200×50J=-10000J

故车克服阻力做功为10000J．

（3）重力、支持力做功为零，各力做的总功等于各力做功的代数和．

W总=WF+Wf=2000J

故车受到的各力做的总功为2000J．

（1）人受到重力、支持力和水平向右的摩擦力，

受力分析如图所示：

（2）此过程人和船都是做初速度为零的匀加速直线运动，

设人和船之间的静摩擦力大小为f，船受到的阻力系数为k，船和人的加速度大小分别为a1和a2，船和人的位移大小分别为s1和s2，则有

对船分析有：f-k（m1+m2）g=m1a1 ①

s1=a1t2     ②

对人分析有f=m2a2 ③

s2=a2t2      ④

依题意有：s1+s2=L     ⑤

①②③④⑤联立并代入数据可得f=290N，a1=0.2m/s2，a2=5.8m/s2，s1=0.4m     ⑥

即船的位移大小为0.4m                                      

（3）根据能量守恒，此过程中人至少所做的功应包括人和船动能的增加及此过程中船克服阻力所做的功．

人和船动能的增加△Ek=m1(a1t)2+m2(a2t)2-0      ⑦

船克服阻力所做的功W1=k（m1+m2）gs1         ⑧

W=△Ek+W1 ⑨

⑥⑦⑧⑨联立代入数据得W=3480J

答：（1）人的受力如图所示：

（2）船的位移大小为0.4m；

（3）人至少要做3480J的功．

（1）根据牛顿第二定律得：F-μmg=ma

加速度a=1m/s2

2s内位移：

s=at2=2m                                  

F所做功W=FS=100J                                     

（2）由动能定理　FS-Ff（S+S1）=0得

滑行距离S1=0.5m 

答：（1）力F所做的功为100J；

（2）撤去F后还能滑行0.5m．

（1）设游客在山坡上滑行时加速度大小为a，游客滑到山坡底端时的速度大小为vB，则有：

根据牛顿第二定律得

   ma=mgsinθ-μmgcosθ

得到a=gsinθ-μgcosθ=10×0.6-0.25×10×0.8=4m/s2

由=2aL得：vB==m/s=20m/s

（2）此游客从A点到B点的下滑过程中摩擦力对他做的功：Wf=-μmgcosθ•L=-8×103J

（3）设PB距离为x，游客在水平段滑行的加速度为

a/==μg=2.5m/s2

由=2a/x，得x==80m

答：

（1）此游客滑到山坡底端时的速度大小为20m/s；

（2）此游客从A点到B点的下滑过程中摩擦力对他做的功-8×103J；

（3）此游客进入BC段后水平滑行的距离为80m．

物体从静止起受水平恒力F甲 作用，做匀加速运动，经一段时间t后的速度为V1=a1t=t，

以后受恒力F乙，做匀减速运动 a2=，

经同样时间后回到原处，整个时间内在联系物体的位移为零，

于是 a1t2+V1t-a2t2=0 

解得 F乙=3F甲，

设在作用下物体的位移为L，对全过程用动能定理得：

 F甲L+F乙L=△EK

即F甲L+3 F甲L=△EK

所以，恒力甲和乙做的功分别为，

 W甲=F甲L=△EK=8J 

 W乙=F乙L=△EK=24J

答：（1）恒力甲做的功为8J；

（2）恒力乙做的功为24J．