- 功的计算
- 共999题
一质量为m的物体在光滑的水平面上,受到与运动方向相同的恒定外力的作用,发生一段位移L,速度由V1增加到V2.试用牛顿第二定律和运动学公式,推导这个过程中力F做的功与V1、V2的关系.
正确答案
解:我的推导过程:F合=ma ①
v22-v12=2aL变形得 ②
W=FL③
由以上三式可得:
解析
解:我的推导过程:F合=ma ①
v22-v12=2aL变形得 ②
W=FL③
由以上三式可得:
如图所示,用滑轮组缓慢提升一质量M=20kg的重物.已知滑轮的质量m=0.4kg,不计一切摩擦,取重力加速度g=10m/s2,现将重物提高h=3m,求:
(1)拉力F所做的功WF;
(2)滑轮组的机械效率η.
正确答案
解:(1)拉力为F==68N
重物提升3m的过程中,在拉力方向上的位移x=9m,
则拉力做功WF=Fx=68×9J=612J,
(2)克服重力做功WG=mgh=200×3J=600J,
则滑轮组的机械效率η=
答:(1)拉力F所做的功WF为612J
(2)滑轮组的机械效率η为98%.
解析
解:(1)拉力为F==68N
重物提升3m的过程中,在拉力方向上的位移x=9m,
则拉力做功WF=Fx=68×9J=612J,
(2)克服重力做功WG=mgh=200×3J=600J,
则滑轮组的机械效率η=
答:(1)拉力F所做的功WF为612J
(2)滑轮组的机械效率η为98%.
质量分别为m1=1kg,m2=4kg的小球,若它们的速度相等,则它们的动能之比为______;若它们的动能相等,则它们的速率之比为______.
正确答案
1:4
2:1
解析
解:动能的计算公式EK=mv2
速度相等,则动能与质量成正比,故它们的动能之比为:1:4;
由EK=mv2变形得:v=
动能相等,则==
故答案为:1:4,2:1.
在光滑的水平面上放着物体A和小车B,如图所示,小车长L=2m,M=4kg,A的质量m=1kg,μAB=0.2,加在小车上的力(1)F=5N,(2)F=12N,求在这两种情况下,在2s时间内:(g取10m/s2)
(1)F对车做功是多少?
(2)摩擦力对A做功多少?
(3)小车动能增加多少?
正确答案
解:
分别对A和B受力分析,如图:
最大静摩擦力fm=f=μmg=2N
若二者有共同加速度a
则f=ma ①
F-f=Ma ②
当F=5N时,得a=1m/s2,f=1N
AB经过2s后,位移s==2m
F对车做功WF=F•s=10J
摩擦力对A做功Wf=f•s=2J
根据动能定理得:△EK=W合=10-2=8J
当F=12N时,代入①②得a=2.4m/s2,f=2.4N
根据已知条件A、B之间的最大静摩擦力近似认为等于滑动摩擦力即
fm=μmg=2N 因为f>fm
所以当F=12N时,A、B出现相对滑动,
所以
=5m
∴A、B相对运动距离是1m,即A相对B向后打滑1m,
给定车长为2m,所以2s时A仍在车上.
F对车做功 WF=F•SB=60J
摩擦力对A做功 Wf=f•SA=8J
根据动能定理得:
△EK=W合=60-2×5=50J
答:(1)当F=5N时,F对车做功为10J,摩擦力对A做功为2J,小车动能增加8J
当F=12N,F对车做功为60J,摩擦力对A做功为8J,小车动能增加50J
解析
解:
分别对A和B受力分析,如图:
最大静摩擦力fm=f=μmg=2N
若二者有共同加速度a
则f=ma ①
F-f=Ma ②
当F=5N时,得a=1m/s2,f=1N
AB经过2s后,位移s==2m
F对车做功WF=F•s=10J
摩擦力对A做功Wf=f•s=2J
根据动能定理得:△EK=W合=10-2=8J
当F=12N时,代入①②得a=2.4m/s2,f=2.4N
根据已知条件A、B之间的最大静摩擦力近似认为等于滑动摩擦力即
fm=μmg=2N 因为f>fm
所以当F=12N时,A、B出现相对滑动,
所以
=5m
∴A、B相对运动距离是1m,即A相对B向后打滑1m,
给定车长为2m,所以2s时A仍在车上.
F对车做功 WF=F•SB=60J
摩擦力对A做功 Wf=f•SA=8J
根据动能定理得:
△EK=W合=60-2×5=50J
答:(1)当F=5N时,F对车做功为10J,摩擦力对A做功为2J,小车动能增加8J
当F=12N,F对车做功为60J,摩擦力对A做功为8J,小车动能增加50J
如右图所示,质量相同的两物体与水平面的动摩擦因数相同,分别用大小相等、与水平夹角也相同的力F1和F2作用在物体上,使物体均能在水平面内做匀速直线运动,甲图中F1为拉力,乙图中F2为推力,当两物体经相同位移运动时,Fl和F2对物体做的功分别为W1和W2,做功平均功率为P1和P2,物体加速度为a1和a2,则( )
正确答案
解析
解:设两物体与水平面的动摩擦因数为μ.根据牛顿第二定律得:
F1cosθ-μ(mg-F1sinθ)=ma1,F2cosθ+μ(mg+F2sinθ)=ma2,
而F1和F2,可得a1>a2.
由运动学公式v2=2ax得当两物体经相同位移运动时,由x=,知甲图中物体所用时间比乙图中的短,即t1<t2.
根据功的公式W=Fxcosθ,知W1=W2.
由平均功率公式P=,知P1>P2,故AD错误,BC正确.
故选:BC.
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