- 功的计算
- 共999题
人骑自行车上坡,坡长200m,坡高10m.人和车的质量共100kg,人蹬车的牵引力为100N,若在坡底时自行车的速度为10m/s,到坡顶时速度为4m/s.(g取10m/s2)求:
(1)上坡过程中受到的阻力多大?
(2)上坡过程中人克服阻力做多少功?
(3)上坡过程中人克服重力做多少功?
(4)上坡过程中总功是多少?
正确答案
解:(1)由vt2-v02=2as1,可解得:a=-0.21m/s2
设阻力为f,则有:F-mgsinθ-f=ma
解得:f=71N.
(2)克服阻力做的功为:W=fs=14200 J
(3)上坡过程中人克服重力做功W克=mgh=100×10×10=10000J
(4)由动能定理得:mv2-
=
答:(1)上坡过程中受到的阻力为71N;
(2)上坡过程中人克服阻力做功为14200 J;
(3)上坡过程中人克服重力做功为10000J
(4)上坡过程中总功是-4200J.
解析
解:(1)由vt2-v02=2as1,可解得:a=-0.21m/s2
设阻力为f,则有:F-mgsinθ-f=ma
解得:f=71N.
(2)克服阻力做的功为:W=fs=14200 J
(3)上坡过程中人克服重力做功W克=mgh=100×10×10=10000J
(4)由动能定理得:mv2-
=
答:(1)上坡过程中受到的阻力为71N;
(2)上坡过程中人克服阻力做功为14200 J;
(3)上坡过程中人克服重力做功为10000J
(4)上坡过程中总功是-4200J.
消防训练,要求消防队沿固定在高处的竖直绳子由静止开始下滑然后安全着地.在绳子上端装有测力传感器,测出某消防队员下滑过程中悬点对绳子的作用力变化情况如图示,测得该消防队员质量为50kg,绳子质量10kg,取g=l0m/s2,求
(1)消防队员落地时的速度.
(2)下滑过程中,消防队员克服摩擦力做的功.
正确答案
解:(1)0-6秒内,加速下滑,Mg-(F1-mg)=ma1
解得:a1=1m/s2
2-8秒内,减速下滑,Mg-(F2-mg)=ma2
解得:
则v=a1t1+a2t2=2m/s
(2)0-6秒内,消防队员下落的高度为
6-8秒内,消防队员下落的高度为
由动能定理得:
解得:=12900J
即消防队员克服摩擦力做的功12900J
答:(1)消防队员落地时的速度为2m/s.
(2)下滑过程中,消防队员克服摩擦力做的功为12900J.
解析
解:(1)0-6秒内,加速下滑,Mg-(F1-mg)=ma1
解得:a1=1m/s2
2-8秒内,减速下滑,Mg-(F2-mg)=ma2
解得:
则v=a1t1+a2t2=2m/s
(2)0-6秒内,消防队员下落的高度为
6-8秒内,消防队员下落的高度为
由动能定理得:
解得:=12900J
即消防队员克服摩擦力做的功12900J
答:(1)消防队员落地时的速度为2m/s.
(2)下滑过程中,消防队员克服摩擦力做的功为12900J.
运输工人要将一批货物搬到卡车上,他们使用了一个长5m、高1.5m的斜面,现将3000N的重物从斜面底端匀速拉倒顶端,若不计摩擦,则拉力做功______J,拉力是______N.若机械效率是75%,则拉力做功______J,拉力是______N.
正确答案
4500
900
6000
1200
解析
解:斜面不计摩擦,
W有用=W总=Gh=3000×1.5=4500J;
有:Gh=Fs,
解得:F==
=900N;
效率为75%,则有:
Gh=Fs×75%
解得:Fs==6000J;
F==1200N;
故答案为:4500;900;6000;1200.
如图所示,某人通过一定滑轮吊起质量为m的物体,开始时绳子与水平方向的夹角为60°,当人将重物匀速提起,人由A点水平方向运动xAB=l到B点时,绳与水平方向成30°,在这一过程中,下列说法正确的是:(重力加速度为g)( )
正确答案
解析
解:A、B、设A点与滑轮的悬挂点的高度差为h,根据几何关系,AB间距为:
l=htan60°-htan30° ①
重物上升的高度为:
H= ②
联立解得
根据功能关系,人做的功等于系统机械能的增加量,故W=mgH=,故A错误,B正确;
C、D、将人的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解,如图
人的速度为:,由于角度θ不断增加,故人的速度不断减小,故C错误,D正确;
故选BD.
在倾角为30°的斜面上,某人用平行于斜面的力把原来静止于斜面上的质量为2kg的物体沿斜面向下推了2m的距离,并使物体获得1m/s的速度,已知物体与斜面间的动摩擦因数为
,g取10m/s2,则在这个过程中( )
正确答案
解析
解:A、根据动能定理得:W合=△EK=mv2=
×2×12=1J,
人所做的功:W人-μmgcosθ•x+mgxsinθ=1J,
解得:W人=1J+μmgcosθ•x-mgxsinθ=1J,故A错误,B正确;
C、W克=Wf=μmgcosθx=20J,故C正确;
D、物体重力势能减少△EP=mgh=mgx•sin30°=2×10×2×0.5=20J,重力势能减少了20J,故D错误;
故选:BC.
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