- 机械能守恒定律
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一个1.2kg的物体具有的重力势能为72J,那么该物体离开地面的高度为 m 。一个质量是5kg的铜球,以从离地面15m高处自由下落1s末,它的重力势能变为 J。(g取10m/s2) (以地面为零重力势能平面)
正确答案
6m ; 500J
由重力势能mgh可知高度h=6m,小球下落高度为=5m,重力势能变为mgh="500J"
质量为60kg的人,爬上高出地面20m的平台,他克服重力做功____J,他的重力势能增加______J.
正确答案
12000 12000
克服重力做功mgh=12000J,克服重力做了多少功就有多少能量转化为重力势能,所以重力势能增加12000J
质量为m=1kg的物体从空中自由下落,下落第二秒内重力做功为______ J;下落第三秒末重力做功的功率是______W;下落前3s内重力做功的平均功率是______W.
正确答案
①质量为m=1kg的物体从空中自由下落,下落第二秒内平均速度等于1.5s时刻的瞬时速度,为:
=gt1=10×1.5=15m/s;
故下落第二秒内的平均功率为:=mg
=1×10×15=150W;
下落第二秒内重力做功为为:W=t=150J;
②下落第三秒末重力做功的功率是瞬时功率,为:P=mgv=mg•gt=1×10×10×3=300W;
③前3s平均速度等于1.5s瞬时速度,故下落前3s内重力做功的平均功率是:
=mg
=1×10×15=150W;
故答案为:150,300,150.
质量是2kg的物体,受到24N竖直向上的拉力,由静止开始运动,经过5s,求5s内拉力对物体所做的功是______;5s内拉力的平均功率______;(g取10m/s2)
正确答案
物体的加速度a==
=2m/s2
在5s内的位移s=at2=
×2×52=25m.
所以5s内拉力对物体做的功W=Fs=24×25=600J
5s内拉力的平均功率P==
W=120W.
故答案为:600J,120W.
______ 和物体在______的方向上发生的______,是做功不可缺少的因素.
正确答案
力和物体在力的方向上发生的位移,是做功不可缺少的因素.
故本题答案为:力,力,位移.
用200 N的拉力将地面上一个质量为10 kg的物体从静止开始提起5m ,空气阻力不计,g取10m/s2;求:
(1)拉力对物体所做的功。
(2)物体提高后增加的重力势能。
(3)物体提高后具有的动能。
正确答案
(1)W=FS=200×5J="1000J" (2)△Ep=mgh=10×10×5J="500J" (3)△Ek=W-△Ep=500J
试题分析:(1)根据做功公式W=Fs可知:W=FS=200×5J="1000J"
(2)物体重力势能增加量
(3)根据动能定理,增加的动能等于合外力对物体做功,即
点评:本题考查了某个力做功以及对简单动能定理的操作和理解。动能定理表示物体动能变化量等于合外力对物体做的功。
在光滑水平面上,物体受两个相互垂直的大小分别为F1="3" N和F2="4" N 的恒力,其合力在水平方向上,物体从静止开始沿合力方向运动了10 m,则合力做功为_______J
正确答案
所以
如图所示,图线表示作用在质量为3千克的某物体上的合外力跟时间变化的关系,若物体开始时是静止的,那么在前3s内合外力对物体做的功为______J 前4s内物体的位移为______m.
正确答案
作出质点的速度时间图线,如图.图线与时间轴所围成的面积表示位移,从速度时间图线中看出质点先做匀加速直线运动再反向匀减速直线运动,由牛顿第二定律加速度d大小分别为a1=2m/s2,a2=1m/s2,
根据图象可知,物体在3s末的速度为0,根据动能定理可知,前3s合外力做的功等于物体动能的变化,由于动能变化为0故合外力做功为0;
物体在前3s内的位移为图象与时间轴所围图形的面积S1=×3×2m=3m
物体在第4s内反向运动的位移亦为时间轴与图象所围三角形的面积S2=×1×1m=
m,方向与前3s内位移方向相反
故物体在前4s内的位移S=S1-S2=2.5m
故答案为:0,2.5
用300N的拉力F在水平面上拉车行走50m,已知拉力和水平方向夹角是37°.则拉力F对车做功为______J.若车受到的阻力是200N,则车克服阻力做功______J.(cos37°=0.8)
正确答案
拉力F对车做功:W=FScos37°=300×50×0.8J=1.2×104 J
车克服阻力做功:W=FS=-200×50J=-1×104J
故答案为:1.2×104 1×104
(12分)一个截面呈圆形的细管被弯成大圆环,并固定在竖直平面里。在管内的环底A处有一个质量为m、直径比管径略小的小球,小球上连有一根穿过位于环顶B处管口的轻绳,在外力F的作用下小球以恒定速率v沿管壁做半径为R的匀速圆周运动,如图所示,已知小球与管内壁中位于大环外侧部分的动摩擦系数为μ,而大环内侧部分的管内壁则是光滑的。忽略大环内、外侧半径的差别,认为均为R.试求小球从A点运动到B点过程中力F做的功。
正确答案
略
人拉原来静止的车在水平路面上前进,车重300N,拉力为200N,斜向上方与水平方向成37°角,车前进了500m,车与路面间的动摩擦因数为0.1,求:
(1)重力对车做的功 ;(2)支持力对车做的功 ;
(3)拉力对车做的功 ;(4)摩擦力对车做的功
正确答案
(1)WG=0 (2)WF="0" (3) 80000J (4) -9000J
试题分析:(1)在竖直方向上没有发生位移,所以重力做功为零,
(2)支持力和位移方向垂直,所以做功为零
(3)拉力做功为:
(4)摩擦力做功为
点评:本题考查了力是否做功的判断方法.有力有距离,力对物体不一定做功;物体只有在力的作用下通过了距离,力才对物体做功.
用起重机把重为2×104N的货物匀速提升5m,钢绳的拉力做功______J,钢绳克服重力做功______J.
正确答案
货物匀速上升,由受力分析可知
拉力F=G
拉力的功W=FL=2×104N×5m=105J;
重力做功WG=-mgL=-2×104N×5m=-105J;
即钢绳克服重力做功105J;
故答案为:105;105.
在距地面10 m高处,一人以50 m/s的速度水平抛出一个质量为4 kg的物体,物体落地时速度大小仍然是50 m/s,则人抛出物体的过程中对物体所做的功为__________,飞行过程中的物体克服空气阻力所做的功为__________.(g取10 m/s2)
正确答案
5×103 J; 4×102 J
人抛出物体的过程中对物体所做的功为,物体动能的增量,,因为初末动能相等,所以飞行过程中的物体克服空气阻力所做的功与重力做的功相等,即
故答案为:5×103 J; 4×102 J
如图所示,一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木块,并留在木块中,在此过程中子弹钻入木块的深度为d,木块的位移为s,木块对子弹的摩擦力大小为F,则木块对子弹的摩擦力做的功为______;子弹对木块的摩擦力做的功为______.
正确答案
由题分析可知,子弹相对于地的位移大小为l1=d+s,阻力与子弹的位移方向相反,则阻力对子弹的功为W1=-Fl1=-F(d+s).
木块的位移大小为s,子弹对木块的力与木块的位移方向相同,则子弹对木块做的功W2=Fs.
故答案为:-F(d+s),Fs.
(14分)
如图所示,质量M =8kg的长木板放在光滑的水平面上,在长木板的右端施加一水平恒力F =" 8N" ,当长木板向右运动的速度达到3m/s时,在长木板的右端轻放上一质量m ="2kg" 的小物块,物块与长水扳的动摩擦因数μ=0.2 ,已知长木板足够长,小物块始终不会离开木板,从小物块放在长木板上开始计时、经过3s时间,取g=10m/s2
求:
(1)小物块的速度。
(2)在这3s时间内,水平恒力F做的功?
正确答案
(1)4.8m/s
(2)91.2J
略
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