- 机械能守恒定律
- 共29368题
质量为m＝1kg的小球，从离水平面地面h=20m高处以v0=20m/s的速度水平抛出，不计空气阻力 (g=10m/s2）.求：
（1）从抛出到落地的整个过程中重力所做的功；
（2）从抛出到落地的整个过程中重力做功的平均功率；
（3）落地瞬间重力做功的瞬时功率；
正确答案
（1）200J （2）100W （3）200W
试题分析：（1）物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关，所以小球从抛出到落地的整个过程中重力所做的功为：
（2）小球水平抛出后做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动，根据运动规律得：
（3）设小球落地时速度大小为
落地瞬间重力做功的瞬时功率为
一个质量为150kg的木箱，受到与水平方向成60° 斜向上方、大小为500N的拉力作用，在水平地面上由静止开始运动了5m，木箱与地面间的滑动摩擦力为100N，则合力对木箱做的功为______J．
正确答案
物体所受的合力F合=Fcos60°-f=500×0.5-100N=150N．
则合力对木箱做的功为W=F合x=150×5J=750J．
故答案为：750．
（6分）一个带正电的质点，电量q=2.0×10-9C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除电场力外,其他力做的功为6.0×10-5J，质点的动能增加了8.0×10-5J，则质点的电势能 （填“增大”或“减小”）了 J，a、b两点间的电势差Ua-Ub为 V
正确答案
减小 2×10-5J 1×104V
电场力做正功动能增大，电势能减小，由W=qU可求得ab两点电势差
有一斜面长5.0m，顶端高3.0m，今有一机械手将一个质量为1000kg的物体以匀速从斜面底部推到顶部，如果机械手推动物体的方向与斜面成30°，如图所示，物体与斜面的动摩擦因数为0.2，
求：(1)机械手的推力.
(2)它对物体所做的功。（重力加速度g取10m/s2）
正确答案
(1)9922N(2)42962J
∴
（J
本题考查物体的受力分析，物体受重力、推力、支持力和摩擦力，建立直角坐标系求解
电动机通过一绳吊起一质量为8Kg的物体，绳的拉力不能超过120N，电动机的功率不能超过1200W。求
（1）电动机吊升该物体的最大速度Vm；
（2）吊升该物体允许的最大加速度
（3）电动机将该物体由静止吊升90m所需的最短时间（已知该物体上升90m前已达最大速度），取g=10m/s2
正确答案
（1）15m/s（2）5（3）7.75s
（1）
（2）
（3）电动机应使物体先以最大加速度加速达最大功率后保持最大功率继续吊升
以最大加速度吊升达最大功率时：
本阶段用时
本阶段上升
达最大功率后还需用时t2，由动能定理
t2=5.75s
故最短时间t=7.75s
（6分）如图所示，质量为m＝4 kg的木块在倾角为30°的光滑斜面上由静止开始下滑，若斜面足够长， 取g=" 10" m/s²，求：
(1)前2 s内重力做的功
(2)2 s末重力的瞬时功率
正确答案
（1）200 J （2）200 W。
试题分析：（1）下滑的过程中，木块做初速为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律：
发生的位移为：
重力做功为：
解得：W="200" J。
（2）2 s的速度为：v=at
瞬时功率为：
解得：P="200" W。
静止在水平地面上的木箱，质量m＝5 kg木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.4，若用大小为40 N的水平拉力拉木箱从静止开始运动，使木箱能够到达5 m远处，拉力最少做多少功？(cos37°＝0.8，取g＝10 m/s2)
正确答案
W=100J
试题分析：欲使拉力做功最少，须使拉力作用的位移最小，故重物应先在拉力作用下加速，再撤去拉力使木箱减速，到达5处时速度恰好减为0.设加速时加速度的大小为a1，减速时加速度的大小为a2.
由牛顿第二定律得，加速时有：
水平方向Fcos37°－μFN＝ma1
竖直方向Fsin37°＋FN－mg＝0
减速时有：μmg＝ma2
且有v2＝2a1x1＝2a2x2 x1＋x2＝x
W＝Fx1cos37°
联立以上各式解得：W=100J
点评：做本题的关键是知道拉力做功最下须使拉力作用的位移最小，
（10分）．质量为500吨的机车以恒定的功率由静止出发，经5min行驶2.25km，速度达到最大值54km/h，设阻力恒定。问：
（1)机车的功率P多大？
（2)机车的速度为36 km/h时机车的加速度a多大？
正确答案
（1) 
试题分析：以机车为研究对象，机车从静止出发至达速度最大值过程，根据动能定理得
由以上两式得
（2）（4分）
当机车速度v="36" km/h时机车的牵引力
根据牛顿第二定律
点评：本题需要注意功的另一个求法W=Pt，前提条件是功率不变
如图所示，绕过定滑轮的绳子，一端系一质量为10kg的物体A，另一端被人握住，最初绳沿竖直方向，手到滑轮距离为3m．之后人握住绳子向前运动，使物体A匀速上升，则在人向前运动4m的过程中，对物体A作的功为______．（绳的质量、绳与轮摩擦、空气阻力均不计）
正确答案
人向前运动4m的过程中，物体上升的高度h=
根据动能定理得，W-mgh=0
得到人对物体A作的功：W=mgh=10×10×2J=200J．
故答案为：200J
一个物体的质量为10kg，与水平地面间的动摩擦因数为0.25，受到与水平方向成370角斜向上的拉力F作用，若拉力为100N，物体由静止开始运动时间为2s（取g=10m/s2）。则拉力对物体做的功为______________J，2s末的即时功率为______________w，物体克服摩擦力做的功为______________J，重力做的功为_______________J。
正确答案
1120；1120；140；0
试题分析：根据正交分解可得物体受到的摩擦力大小为
点评：本题难度较小，首先应根据牛顿第二定律求得各力大小，注意力F与位移S间的夹角
如图，用与水平方向成α=37°，大小F=300N的拉力拉着一辆小车在水平面上运动了一段距离x=50m．车受到的阻力是200N．则拉力F对小车做的功是______J，小车克服阻力做的功是______J．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
正确答案
拉力F的功为：W=FScosα=300N×50m×0.8=12000J
阻力的功为：W′=fScos180°=-200×50J=-10000J
阻力做负功，即物体克服阻力做10000J的功；
故答案为：12000，10000．
质量为M的长板放在光滑水平面上,一个质量为m的滑块以速度v沿木板表面从A点滑到B点,在木板上前进了L,而木板在水平面上前进了s,如图,设滑块与木板间的动摩擦因数为μ,求:摩擦力做的总功和转化为内能的大小.
正确答案
-μmgL μmgL
分别对滑块和木块进行受力分析,
f=-μmg,f′=-f
摩擦力对滑块做的功为
Wm=f(s+L)=-μmg(s+L),
摩擦力对木板做的功为
WM=f′s=μmgs,
摩擦力做的总功为
W=Wm+WM=-μmgL,
转化为内能的大小为
Q=-W=μmgL.
北京奥运会为体现“绿色奥运”的理念，奥组委在各比赛场馆使用了新型节能环保电动车，湖北江汉大学的500名学生担任了司机，负责接送比赛选手和运输器材.在检测某款电动车性能的实验中，让电动车由静止开始沿平直公路行驶，利用仪器测得不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，绘出的
（1）电动车所受的阻力为 N；（2）电动车在AB段做 运动；
（3）BC段的斜率表示电动车的额定功率，大小为 W；
（4）电动车的最大速度为 m/s。
正确答案
（1）400；（2）匀变速；（3）6000；（4）15
由图象可知，AB段电动车的牵引力
质量为40kg的物体放在水平地面上，与地面的滑动摩擦因数为μ="0.2" ，在大小为F=500N，方向与水平面成α=37°斜向上的拉力作用下前进l=10m。(取
①力F做功为_________________J ②摩擦力做功为__________________J
③重力做功为__________________J ④合力所做的功为_______________ J
正确答案
4000J －200J 0 3800J
①力F做功为
③物体在重力方向上没有位移，所以重力做功为零。
④合力所做的功为
（8分）如图所示，一质量为m＝2kg的物体，由光滑的1／4圆弧轨道上端从静止开始下滑，然后沿粗糙水平面向右滑动4m的距离后停止．已知轨道半径R＝0.8m，求：
（1）物体滑至圆弧轨道最低点B时的速度；
（2）在最低点B，物体对轨道的压力大小；
（3）在水平面上物体克服摩擦力做的功；
（4）物体与水平面间的动摩擦因数。
正确答案
（1）4m/s
（2）60N
（3）16J
（4）0.2
（1）根据机械能守恒定律（以B点所在水平面势能为零）
B点时速度为
（2）B点时物体所受重力和支持力的合力提供向心力
物体对轨道的压力跟支持力大小相等为：
（3）根据动能定理：
可解得水平面上摩擦力做的功为：
所以物体克服摩擦力做了16J的功。
（4）
扫码查看完整答案与解析