- 功的计算
- 共999题
如图所示质量为M=1kg足够长的木板放在水平地面上,木板左端放有一质量为m=1kg大小不计的物块,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,物块与木板间的动摩擦因数μ2=0.3.开始时物块和木板都静止,现分别给木板和物块同时分别施加一水平向左、向右的恒力F1=F2=6N,当物块在木板上相对木板滑过2m的距离时,撤去恒力F1和F2(设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取g=10m/s2).
(1)求力F1对M做的功;
(2)求系统达到完全静止的整个过程中长木板在地面向左运动的最大位移.
(3)求系统达到完全静止的整个过程中产生的内能.
正确答案
解:(1)设拉力F的作用时间为t,则m的位移
对M:mg•μ2-(m+M)g•μ1=Ma‘解得:a'=1m/s2
M的位移:
x+x'=2
解得:t=1s,x=1.5m
拉力F做的功:W=F•x'=3J
(2)撤去外力后M加速度为
减速到零所需时间为
减速前进的位移为
故总位移为X总=x′+x″=0.6m
(3)整个过程产生的热量的等于拉力做功即Q=wm+wM=12J
答:(1)求力F1对M做的功为3J;
(2)求系统达到完全静止的整个过程中长木板在地面向左运动的最大位移为0.6m.
(3)求系统达到完全静止的整个过程中产生的内能为12J.
解析
解:(1)设拉力F的作用时间为t,则m的位移
对M:mg•μ2-(m+M)g•μ1=Ma‘解得:a'=1m/s2
M的位移:
x+x'=2
解得:t=1s,x=1.5m
拉力F做的功:W=F•x'=3J
(2)撤去外力后M加速度为
减速到零所需时间为
减速前进的位移为
故总位移为X总=x′+x″=0.6m
(3)整个过程产生的热量的等于拉力做功即Q=wm+wM=12J
答:(1)求力F1对M做的功为3J;
(2)求系统达到完全静止的整个过程中长木板在地面向左运动的最大位移为0.6m.
(3)求系统达到完全静止的整个过程中产生的内能为12J.
如图所示,长为L的木板水平放置,在木板的B端放置一个质量为m的小物块(可视为质点).现缓慢抬高木板的B端,使木板以A端为轴在竖直面内转动,当木板转到与水平面的夹角为α时,小物块开始滑动,此时停止转动木板.当物块滑到A端时速度为v,已知重力加速度为g,则在整个过程中木板对物块的作用力所做的功为______,木板对物块的支持力做功为______.
正确答案
mv2
mgLsinα
解析
解:整个过程中重力做功为零,只有板的支持力和摩擦力做功,根据动能定理列式,有:
W=
物块在缓慢提高过程中,由动能定理可得:
W支-mgLsinα=0-0
则有:W支=mgLsinα
下滑过程中支持力不做功,故木板对物块的支持力做的总功为:mgLsinα;
故答案为:mv2,mgLsinα.
如图所示,物体A的质量为2kg,与水平面间的动摩擦因数为0.3,水平拉力为5N,不计绳子与滑轮的摩擦和滑轮的质量,物体A获得的加速度a=______m/s2,在物体A移动0.4m的过程中,拉力F做功______J(g=10m/s2).
正确答案
2
4
解析
解:对A进行受力分析,根据牛顿第二定律得:
2F-μmg=ma
解得:a==2m/s2
在物体A移动0.4m的过程中,绳子运动的位移为:
x=2×0.4=0.8m,
则拉力F做功为:
W=Fx=5×0.8=4J
故答案为:2;4.
(2012•攀枝花一模)一个水平恒力F先后两次作用在同一个物体上,使物体由静止开始沿着力的方向发生相同的位移x,第一次是在光滑的水平面上运动,第二次是在粗糙的水平面上运动.比较这两次力F所做的功W以及力F做功的平均功率P的大小( )
正确答案
解析
解:由W=Fs知,恒力F对两种情况下做功一样多,即W1=W2
在粗糙水平面上由于受到阻力的作用,有F合=ma可知
在粗糙水平面上加速度小,由s=at2知,通过相同的位移,在粗糙水平面上用的时间长,由P=
知,
力F在粗糙水平面上做功的平均功率小,即 Pl>P2
故选A.
把质量为0.5kg的小球,挂在长为1m的细绳下端,将小球拉到与竖直方向成37°的位置(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8),如图所示,求:
(1)此过程中拉力对小球做的功至少是多少?
(2)让小球无初速释放,小球经过轨迹最低点时的速度有多大?
正确答案
解:(1)从P到Q点,有动能定理可知
WF-mgL(1-cosθ)=0-0
WF=mgL(1-cosθ)=0.5×10×1×(1-0.8)J=1J
(2)无初速度释放时,有动能定理可知
mgL(1-cosθ)=
m/s=2m/s
答:(1)此过程中拉力对小球做的功至少是1J
(2)让小球无初速释放,小球经过轨迹最低点时的速度有2m/s
解析
解:(1)从P到Q点,有动能定理可知
WF-mgL(1-cosθ)=0-0
WF=mgL(1-cosθ)=0.5×10×1×(1-0.8)J=1J
(2)无初速度释放时,有动能定理可知
mgL(1-cosθ)=
m/s=2m/s
答:(1)此过程中拉力对小球做的功至少是1J
(2)让小球无初速释放,小球经过轨迹最低点时的速度有2m/s
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