- 功的计算
- 共999题
小明健身用的拉力器结构如图所示.他用250N的拉力向下拉动拉杆,使20kg的配重块在 2s内匀速升高40cm.不计拉杆和绳子的重力,g取10N/kg.求:
(1)所拉配重块的重力;
(2)2s内配重块运动的速度;
(3)此过程中拉力器的机械效率.
正确答案
解:(1)所拉配重块的重力:
G=mg=20kg×10N/kg=200N;
(2)配重块运动的速度:
v==0.2m/s;
(3)拉力做的总功:
W总=Fs=250N×0.4m=100J,
拉力做的有用功:
W有=Gh=200N×0.4m=80J,
拉力器的机械效率:
η=×100%=
×100%=80%.
答:(1)所拉配重块的重力为200N;
(2)2s内配重块运动的速度为0.2m/s;
(3)此过程中拉力器的机械效率为80%.
解析
解:(1)所拉配重块的重力:
G=mg=20kg×10N/kg=200N;
(2)配重块运动的速度:
v==0.2m/s;
(3)拉力做的总功:
W总=Fs=250N×0.4m=100J,
拉力做的有用功:
W有=Gh=200N×0.4m=80J,
拉力器的机械效率:
η=×100%=
×100%=80%.
答:(1)所拉配重块的重力为200N;
(2)2s内配重块运动的速度为0.2m/s;
(3)此过程中拉力器的机械效率为80%.
如图所示,人在A点拉着绳通过一定滑轮吊起质量m=50kg的物体,开始绳与水平方向夹角为60°,当人匀速提起重物由A点沿水平方向运动s=2m而到达B点,此时绳与水平方向成30°角,求人对绳的拉力做了多少功?
正确答案
解:设滑轮距地面的高度为h,则:h(cot30°-cot60°)=sAB①
人由A走到B的过程中,重物G上升的高度△h等于滑轮右侧绳子增加的长度,即:△h=②
人对绳子做的功为W=Fs=G△h③
代入数据可得:W≈732 J
答:人对绳的拉力做功为732J
解析
解:设滑轮距地面的高度为h,则:h(cot30°-cot60°)=sAB①
人由A走到B的过程中,重物G上升的高度△h等于滑轮右侧绳子增加的长度,即:△h=②
人对绳子做的功为W=Fs=G△h③
代入数据可得:W≈732 J
答:人对绳的拉力做功为732J
如图所示,质量为m=5kg的物体放在光滑水平面,物体受到与水平面成θ=37°斜向上的拉力F=50N作用,由A点处静止开始运动,到B点时撤去拉力F,经时间t=10s到达C点,已知AC间距离为L=144m,求:
(1)物体在拉力F作用运动的加速度大小a;
(2)物体运动的最大速度大小vm及拉力F作用的时间t1;
(3)拉力F所做的功.
正确答案
解:(1)由牛顿第二定律Fcosθ=ma,解得a=8m/s2,
(2)它先加速后匀速,
则有:最大速度vm=at1,
而L=vm(2t-t1)
解得vm=16m/s,t1=2s,
(3)运动的位移s1=at12=16m,
则WF=Fs1cosθ=640J.
(1)物体在拉力F作用运动的加速度大小为8m/s2;
(2)物体运动的最大速度大小为16m/s,拉力F作用的时间为2s;
(3)拉力F所做的功为640J.
解析
解:(1)由牛顿第二定律Fcosθ=ma,解得a=8m/s2,
(2)它先加速后匀速,
则有:最大速度vm=at1,
而L=vm(2t-t1)
解得vm=16m/s,t1=2s,
(3)运动的位移s1=at12=16m,
则WF=Fs1cosθ=640J.
(1)物体在拉力F作用运动的加速度大小为8m/s2;
(2)物体运动的最大速度大小为16m/s,拉力F作用的时间为2s;
(3)拉力F所做的功为640J.
质量为m的物体,在距地面h高处以的加速度由静止开始竖直落下至地面,则下落过程中( )
正确答案
解析
解:A、根据牛顿第二定律得,小球所受的合力为:F合=ma=mg,根据动能定理知:F合h=△Ek,则动能增加量为
mgh.故A错误.
B、D、小球下降的高度是h,所以重力做功mgh,物体的重力势能减少mgh.故B错误,D正确.
C、根据牛顿第二定律得:mg-F=ma
解得:F=mg
则小球克服F所做的功为mgh.因为除重力以外其它力做功等于机械能的增量,所以机械能减小
mgh.故C错误.
故选:D.
某同学用200N的力将质量为0.44kg的足球踢出,足球以10m/s的初速度沿水平草坪滚出60m后静止,则该同学对足球做的功是( )
正确答案
解析
解:根据动能定理可得,人对球做的功的大小等于球动能的变化,即
W= mV2-0=
×0.44×102J=22J,所以B正确.
故选B.
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