- 功的计算
- 共999题
如图所示,A、B两物体质量分别是mA和mB,用劲度系数为k的轻弹簧相连,A、B处于静止状态.现对A施竖直向上的力F提起A,使B对地面恰无压力.当撤去F,A由静止向下运动至最大速度的过程中,重力做功为______.
正确答案
解析
解:开始时B对地面恰无压力,故kx1=mBg,解得:;
A速度最大时,处于平衡位置,有:kx2=mAg,解得:;
故从静止向下运动至最大速度时,弹簧的位移为:x=x1+x2;
故重力做功为:=
;
故答案为:
物体A、B质量相同,A放在光滑的水平面上,B放在粗糙的水平面上,在相同的力F作用下,由静止开始都通过了相同的位移s,如图所示,那么( )
正确答案
解析
解:由W=Fs知,F对A和B做功一样多,B在粗糙水平面上由于受到阻力的作用,B的加速度小,由s=at2知,通过相同的位移,B用的时间长,由P=
知,力F对B做功的平均功率小,所以D正确.
故选D.
如图所示,物体在水平恒力F作用下,由静止起在水平面沿直线由A点运动到B点,则当水平面光滑与粗糙两种情况下( )
正确答案
解析
解:A、两种情况下,拉力相同,位移也相同,故拉力的功也相同,故A正确;
B、当水平面光滑时,物体在力F的作用下做匀加速直线运动,由动能定理可求B点的速度比有摩擦力时大,又平均速度等于初末速度的平均值,故无摩擦时平均速度大,由平均功率公式可知,此时平均功率较大,故B错误;
C、D、水平面光滑时,由动能定理可求B点的速度比有摩擦力时大,由功率p=Fv,可知,此时平瞬时功率较大,故C正确,D错误;
故选AC.
一位质量m=50kg的滑雪运动员从高度h=30m的斜坡自由滑下(初速度为零).斜坡的倾角θ=37°,滑雪板与雪面动摩擦因素µ=0.5.则运动员滑至坡底的过程中,问:
(1)所受几个力所做的功各是多少?
(2)合力做了多少功?
(3)到达坡底时摩擦力和重力的功率各是多少?
正确答案
解:(1)重力做的功为:WG=mgh=50×10×30J=1.5×104J
因支持力与速度始终垂直,所以支持力做功为:WN=0
摩擦力做功为:Wf=-fl=-μmgcos37°×()=-1×104J
(2)合力做的功为:W合=WG+Wf+WN=1.5×104-1×104=5×103 J
(3)根据动能定理,有:
解得:v=
到达坡底时摩擦力的功率:
P=fv=μmgcos37°•v=0.5×50×10×0.8×10=2000
W,
重力的功率PW.
答:(1)重力做功1.5×104J;支持力做功为零;摩擦力做功为-1×104J;
(2)合力做功为5×103 J;
(3)到达坡底时克服摩擦力做功的功率是2000W,重力的功率为3000
W.
解析
解:(1)重力做的功为:WG=mgh=50×10×30J=1.5×104J
因支持力与速度始终垂直,所以支持力做功为:WN=0
摩擦力做功为:Wf=-fl=-μmgcos37°×()=-1×104J
(2)合力做的功为:W合=WG+Wf+WN=1.5×104-1×104=5×103 J
(3)根据动能定理,有:
解得:v=
到达坡底时摩擦力的功率:
P=fv=μmgcos37°•v=0.5×50×10×0.8×10=2000
W,
重力的功率PW.
答:(1)重力做功1.5×104J;支持力做功为零;摩擦力做功为-1×104J;
(2)合力做功为5×103 J;
(3)到达坡底时克服摩擦力做功的功率是2000W,重力的功率为3000
W.
一个质量m=6kg的物体,初速度v0=2m/s,受到水平方向的拉力F=10N,如图所示,在水平地面上移动的距离L=2m,物体与地面间的滑动摩擦力f=4N,求:
(1)拉力和摩擦力对物体所做的功;
(2)合外力对物体所做的功;
(3)在此过程中物体获得的速度大小.
正确答案
解:(1)物体受力如图所示:
WF=Fs
代入数据得:
WF=10×2=20J
Wf=-fs
代入数据可得:Wf=-4×2=-8J;
(2)物体所受合外力为:
F合=F-f=10-4=6N;
合外力所做的功W合=F合s
代入数据得:W合=12J;
(3)在此过程中由动能定理可得:
W合=
代入数据解得:v=2m/s
答:(1)拉力和摩擦力对物体所做的功为20J;(2)合外力对物体所做的功为12J;(3)在此过程中物体获得的速度大小为2m/s
解析
解:(1)物体受力如图所示:
WF=Fs
代入数据得:
WF=10×2=20J
Wf=-fs
代入数据可得:Wf=-4×2=-8J;
(2)物体所受合外力为:
F合=F-f=10-4=6N;
合外力所做的功W合=F合s
代入数据得:W合=12J;
(3)在此过程中由动能定理可得:
W合=
代入数据解得:v=2m/s
答:(1)拉力和摩擦力对物体所做的功为20J;(2)合外力对物体所做的功为12J;(3)在此过程中物体获得的速度大小为2m/s
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