- 功的计算
- 共999题
一质量为m的物体静止在水平地面上,在水平拉力F的作用下开始运动.物体在水平地面运动时,所受阻力大小不变.在0~6s内物体运动的速度-时间图象和拉力的功率时间图象如图所示,取g=10m/s2,求:
(1)0~6s内物体克服摩擦力做功;
(2)0~6s内拉力做的功;
(3)物体的质量.
正确答案
解:在2-6s内P=Fv,F==
=4n,故f=F=4N,在甲图中a=
=
=3m/s2;
由牛顿第二定律可知
F′-f=ma
在2s末,P′=F′v
联立解得m=2kg,F′=10N,
由图象可知在0-6s内通过的位移为x=30m,故摩擦力做功为Wf=fx=4×30=120J;
由动能定理可知
W-Wf=mv2
W=Wf+mv2=120+
×2×36=156J;
答:(1)克服摩擦力做功为120J;(2)拉力做功为156J;(3)物体的质量为2kg.
解析
解:在2-6s内P=Fv,F==
=4n,故f=F=4N,在甲图中a=
=
=3m/s2;
由牛顿第二定律可知
F′-f=ma
在2s末,P′=F′v
联立解得m=2kg,F′=10N,
由图象可知在0-6s内通过的位移为x=30m,故摩擦力做功为Wf=fx=4×30=120J;
由动能定理可知
W-Wf=mv2
W=Wf+mv2=120+
×2×36=156J;
答:(1)克服摩擦力做功为120J;(2)拉力做功为156J;(3)物体的质量为2kg.
如图所示,质量m=10kg的物体放在水平地面上,物体与地面的动摩擦因素μ=0.2,g=10m/s2,今用F=50N的水平恒力作用于物体上,使物体由静止开始做匀加速直线运动,作用时间t=6s后撤去F,求:
(1)物体在前6s运动的过程中的加速度;
(2)物体在前6s运动的位移
(3)物体从开始运动直到最终静止的过程中克服摩擦力所做的功.
正确答案
解:(1)对物体受力分析,由牛顿第二定律得
F-μmg=ma,
解得 a=3m/s2,
(2)由位移公式得 X=at2=
×3×62m=54m.
(3)对全程用动能定理得
FX-Wf=0
Wf=FX=50×54J=2700J.
答:(1)物体在前6s运动的过程中的加速度是3m/s2;
(2)物体在前6s运动的位移是54m;
(3)物体从开始运动直到最终静止的过程中克服摩擦力所做的功为2700J.
解析
解:(1)对物体受力分析,由牛顿第二定律得
F-μmg=ma,
解得 a=3m/s2,
(2)由位移公式得 X=at2=
×3×62m=54m.
(3)对全程用动能定理得
FX-Wf=0
Wf=FX=50×54J=2700J.
答:(1)物体在前6s运动的过程中的加速度是3m/s2;
(2)物体在前6s运动的位移是54m;
(3)物体从开始运动直到最终静止的过程中克服摩擦力所做的功为2700J.
一位搬运工人在10min内,将质量为25kg的面粉40袋搬到1.5m高的卡车上,那么这位搬运工人所做的功是______J,其做功的功率是______W.
正确答案
1.5×104
25
解析
解:搬运工人所做的功等于面粉的重力势能的增加,有:
W=FS=mgh=25×40×10×1.5=1.5×104J
则功率为:P==
=25w;
故答案为:1.5×104,25.
如图,质量为2kg的物体,从光滑斜面的顶端A处以v0=5m/s的初速度滑下,与处于原长的弹簧接触并将弹簧压缩到B点时速度为零,已知从A到B的竖直高度h=5m,则弹簧的弹力对物体所做的功为______J.(g取10m/s2)
正确答案
-125
解析
解:物体运动的整个过程中,只有重力和弹簧弹力做功,系统机械能守恒,根据机械能守恒定律得:
=EB弹
解得:=125J
弹簧弹性势能的增加,弹力对物体做负功,则弹簧的弹力对物体所做的功W弹=-125J
故答案为:-125
质量为m=1.0kg的小滑块(可视为质点)放在质量为M=3.0kg的长木板的右端,木板上表面光滑,木板与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.0m.开始时两者都处于静止状态,现对木板施加水平向右的恒力F=l2N,如图所示.为使小滑块不掉下木板,试求:(g取l0m/s2)
(1)用水平恒力F作用的最长时间;
(2)水平恒力F做功的最大值.
正确答案
解:(1)撤力前后木板先加速后减速,设加速过程的位移为x1,加速度为a1,加速运动的时间为t1;
减速过程的位移为x2,加速度为a2,减速运动的时间为t2.由牛顿第二定律得:
撤力前:F-μ(m+M)g=Ma1,解得:,
撤力后:μ(m+M)g=Ma2 ,
解得:
为使木块不从木板上掉下,应满足:x1+x2≤L,
又a1t1=a2t2,由以上各式可解得:t1≤1s,
即作用的最长时间为1s.
(2)木板在拉力F作用下的最大位移:,
所以F做功的最大值:;
答:(1)用水平恒力F作用的最长时间是1s;
(2)水平恒力F做功的最大值是8J.
解析
解:(1)撤力前后木板先加速后减速,设加速过程的位移为x1,加速度为a1,加速运动的时间为t1;
减速过程的位移为x2,加速度为a2,减速运动的时间为t2.由牛顿第二定律得:
撤力前:F-μ(m+M)g=Ma1,解得:,
撤力后:μ(m+M)g=Ma2 ,
解得:
为使木块不从木板上掉下,应满足:x1+x2≤L,
又a1t1=a2t2,由以上各式可解得:t1≤1s,
即作用的最长时间为1s.
(2)木板在拉力F作用下的最大位移:,
所以F做功的最大值:;
答:(1)用水平恒力F作用的最长时间是1s;
(2)水平恒力F做功的最大值是8J.
扫码查看完整答案与解析