- 功的计算
- 共999题
如图甲所示,倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行,t=0时,将质量m=1kg的物体(可视为质点)轻放在传送带上,物体相对地面的v-t图象如图乙所示,设沿传送带向下为正方向,取g=10m/s2,则( )
正确答案
解析
解:A、物体先做初速度为零的匀加速直线运动,速度达到传送带速度后,由于重力沿斜面向下的分力大于摩擦力,物块继续向下做匀加速直线运动,从图象可知传送带的速度为10m/s.故A正确.
B、开始时物体摩擦力方向沿斜面向下,速度相等后摩擦力方向沿斜面向上,则=gsinθ+μgcosθ=10m/s2.
=gsinθ-μgcosθ=2m/s2.联立两式解得μ=0.5,θ=37°.故B错误,D正确.
C、第一段匀加速直线运动的位移,摩擦力做功为Wf1=μmgcosθ•x1=0.5×10×0.8×5J=20J,第二段匀加速直线运动的位移
,摩擦力做功为Wf2=-μmgcosθ•x2=-0.5×10×0.8×11J=-44J,所以Wf=Wf1+Wf2=-24J.故D错误.
故选:AD
起重机起吊质量为2×103kg的货物,使之以2m/s2的加速度匀加速上升,求:
(1)起重机对货物的拉力是多少?
(2)2s时间内,起重机的拉力对货物做的功、重力对货物做的功各为多少?(g=10m/s2)
正确答案
解:(1)由牛顿第二定律得
F-mg=ma
F=ma+mg=2000×2+2000×10N=24000N
(2)2s内上升的高度为h=
拉力做功为W=Fh=24000×4J=96000J
重力做功为W′=-mgh=-20000×4J=-80000J
答:(1)起重机对货物的拉力是24000N
(2)2s时间内,起重机的拉力对货物做的功、重力对货物做的功各为96000J,-80000J
解析
解:(1)由牛顿第二定律得
F-mg=ma
F=ma+mg=2000×2+2000×10N=24000N
(2)2s内上升的高度为h=
拉力做功为W=Fh=24000×4J=96000J
重力做功为W′=-mgh=-20000×4J=-80000J
答:(1)起重机对货物的拉力是24000N
(2)2s时间内,起重机的拉力对货物做的功、重力对货物做的功各为96000J,-80000J
吊桶和水的质量为5Kg,均匀的系绳每米质量为0.1Kg,从20m深的井中匀速提起一桶水需要做的功为______J.
正确答案
1200
解析
解:对水桶做的功W1=Fh=50×20J=1000J,对绳子做的功.所以所做的总功为W=W1+W2=1200J.
故答案为:1200
用力将重物竖直提起,先是从静止开始以加速度a=匀加速上升,紧接着匀速上升,如果前后两过程的时间相同,不计空气阻力,则( )
正确答案
解析
解:匀加速过程,设物体质量为m,加速时间为t,则:
位移x==
据牛顿第二定律,有
F-mg=ma
解得
F=m(g+a)=
故拉力的功为:W=Fx=m(g+a)•=
①
匀速过程,拉力等于重力,即F=mg;
匀速的位移为:x=vt=at•t=t2
故拉力的功为:W=Fx=mgat2= ②
由①②两式可知匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大;
故选B.
2010年3月28日,山西临汾王家岭发生特有矿难事故,由于井下透水,153名旷工被困井下,经广大人员的奋力营救,被困多日的旷工兄弟安全升井,创下了世界上类似矿难的营救奇迹,设在某次营救中,工作人员用垂直升降机将被救的几名旷工提升到井口.若井深200m,升降机连同人员的质量为500kg,提升降机的钢丝绳每米质量约为5kg,问:每次把升降机提升到井口,至少要克服重力做多少功?(g取10m/s2)
正确答案
解:升降机连同人员上升克服重力做功为W1=mgh=500×10×200J=1×106J
绳索的总质量为m′=km″=1000kg
故重心上升的高度为
绳索上升克服重力做功为W2=m′gh′=1000×10×100J=1×106J
至少要克服重力做功为W=
答:至少要克服重力做功为2×106J
解析
解:升降机连同人员上升克服重力做功为W1=mgh=500×10×200J=1×106J
绳索的总质量为m′=km″=1000kg
故重心上升的高度为
绳索上升克服重力做功为W2=m′gh′=1000×10×100J=1×106J
至少要克服重力做功为W=
答:至少要克服重力做功为2×106J
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