- 功的计算
- 共999题
一个质量为0.3kg的物体沿水平面做直线运动,如图所示,图线A表示物体受水平拉力时的v-t图象,图线B表示撤去水平拉力后物体继续运动的v-t图象,取g=10m/s2.求:
(1)水平拉力的大小;
(2)0~3s内,水平拉力对物体所做的功.
正确答案
解:(1)0~3秒内加速度大于3~6秒内加速度,所以拉力与摩擦力同向.
设拉力大小为F,摩擦力大小为f,取f的方向为正方向.
第一阶段:加速度大小为
F+f=ma1
第二阶段:加速度大小为
f=ma2
联合可得:F+ma2=ma1
F+0.3×=0.3×
解得:
F=0.1N
(2)由图可知0~3秒内物体的位移s:
水平拉力F与位移方向相反则拉力做的功为:W=-F•s=-0.1×12=-1.2J
答:(1)水平拉力为0.1N
(2)0~3s内,水平拉力对物体所做的功-1.2J
解析
解:(1)0~3秒内加速度大于3~6秒内加速度,所以拉力与摩擦力同向.
设拉力大小为F,摩擦力大小为f,取f的方向为正方向.
第一阶段:加速度大小为
F+f=ma1
第二阶段:加速度大小为
f=ma2
联合可得:F+ma2=ma1
F+0.3×=0.3×
解得:
F=0.1N
(2)由图可知0~3秒内物体的位移s:
水平拉力F与位移方向相反则拉力做的功为:W=-F•s=-0.1×12=-1.2J
答:(1)水平拉力为0.1N
(2)0~3s内,水平拉力对物体所做的功-1.2J
质量为1kg的铅球从离地高18m处无初速度释放,经2s到达地面.在这个过程中重力和空气阻力对铅球做的功分别是(g取10m/s2)( )
正确答案
解析
解:重力做的功为:W=mgh=1×10×18J=180J,
根据得:a=
,
根据牛顿第二定律得:
mg-f=ma
解得:f=1N
则空气阻力做铅球做的功Wf=-fh=-18J,故B正确,ACD错误.
故选:B
如图所示,质量为M的长木块A静止于光滑水平面上,在其水平的上表面左端放一质量为m的滑块B,已知木块长为L,它与滑块之间的动摩擦因数为μ.现用水平向右的恒力F拉滑块B.若B从A的右端滑出,求:
(1)长木块A的位移以及运动时间;
(2)求上述过程中恒力F做的功.
正确答案
解:(1)物块B的加速度为,A的加速度为
设经过时间t脱离,则B的位移为,A的位移
L=xB-xA
联立解得,
,
(2)拉力做功为W=FxB=
答:(1)长木块A的位移为,运动时间为
;
(2)上述过程中恒力F做的功为
解析
解:(1)物块B的加速度为,A的加速度为
设经过时间t脱离,则B的位移为,A的位移
L=xB-xA
联立解得,
,
(2)拉力做功为W=FxB=
答:(1)长木块A的位移为,运动时间为
;
(2)上述过程中恒力F做的功为
一物体静止在粗糙水平地面上,现用一大小为F1的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度为v,若将水平拉力的大小改为F2,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v,对于上述两个过程,用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功,Wf1、Wf2分别表示前两次克服摩擦力所做的功,则( )
正确答案
解析
解:由题意可知,两次物体均做匀加速运动,则在同样的时间内,它们的位移之比为S1:S2==1:2;
两次物体所受的摩擦力不变,根据力做功表达式,则有滑动摩擦力做功之比Wf1:Wf2=fS1:fS2=1:2;
再由动能定理,则有:WF-Wf=;
可知,WF1-Wf1=;
WF2-Wf2=4×;
由上两式可解得:WF2=4WF1-2Wf1,故C正确,ABD错误;
故选:C.
如图所示,某物体沿光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点过程中,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、物体做圆周运动,只有重力做正功,则速度变大,则A错误
B、一定有指向圆心的外力提供向心力,物体的速率增大,一定有沿圆弧切线方向的分力,根据平行四边形定则可知,物体的合力方向始终与其运动方向不垂直(最低点除外),则B错误
C、因速度变大,则向心力变大,支持力变大,则C错误
D、根据动能定理可知,动能增大,则合外力做正功,故D正确.
故选:D
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