- 功的计算
- 共999题
如右图所示,恒定的拉力大小F=8N,方向与水平线夹θ=60°角,拉着绳头使物体沿水平面移动d=2m的过程中,拉力做了多少功?
正确答案
解:如右所示,随着物体沿水平面前进d=2m,绳头从A点被拉到B点,
由此可见:拉F所作用的物体(绳头)的位移S可由几何关系求得为
而力F与位移S间的夹角为d=30°
所以,这过程中拉F作用于绳头所做的功为
答:拉力做了24J的功.
解析
解:如右所示,随着物体沿水平面前进d=2m,绳头从A点被拉到B点,
由此可见:拉F所作用的物体(绳头)的位移S可由几何关系求得为
而力F与位移S间的夹角为d=30°
所以,这过程中拉F作用于绳头所做的功为
答:拉力做了24J的功.
质量m=3kg的物体,在水平力F=6N的作用下,在光滑水平面上从静止开始运动,运动时间t=3s,求:力F在3s内对物体所做功的功率和3s末的功率.
正确答案
解:根据牛顿第二定律得:
则3s内的位移为:x=
则拉力做功为:W=Fx=6×9=54J
力F的平均功率为:
3s末的速度为:v=at=2×3=6m/s
则在3s末力F对物体做功的瞬时功率为:P=Fv=6×6=36W
答:(1)力F在t=3s内对物体所做功的平均功率为18W.
(2)在3s末力F对物体做功的瞬时功率为36W.
解析
解:根据牛顿第二定律得:
则3s内的位移为:x=
则拉力做功为:W=Fx=6×9=54J
力F的平均功率为:
3s末的速度为:v=at=2×3=6m/s
则在3s末力F对物体做功的瞬时功率为:P=Fv=6×6=36W
答:(1)力F在t=3s内对物体所做功的平均功率为18W.
(2)在3s末力F对物体做功的瞬时功率为36W.
质量为m=2kg的物体沿水平面向右做直线运动,t=0时刻受到一个水平向左的恒力F,如图甲所示,取水平向右为正方向,此物体的v-t图象如图乙所示,g=10m/s2,则( )
正确答案
解析
解:A、设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a1,则由v-t图得:
加速度大小a1=2 m/s2方向与初速度方向相反 ①
设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a2,则由v-t图得:
加速度大小a2=1m/s2 方向与初速度方向相反 ②
根据牛顿第二定律,有
F+μmg=ma1 ③
F-μmg=ma2 ④
解①②③④得:
F=3N
μ=0.05,故A错误;
B、根据v-t图与横轴所围的面积表示位移得:x=,负号表示物体在起点以左,
则10s内恒力F对物体做功W=Fx=3×2=6J,故B错误,C正确;
D、10s内摩擦力做功=-34J
所以克服摩擦力做功34J,故D正确.
故选:CD
如图所示,半径R=1m的
圆弧导轨与水平面相接,从圆弧导轨顶端A,静止释放一个质量为m=20g的小木块,测得其滑至底端B时速度VB=3m/s,以后沿水平导轨滑行BC=3m而停止.
求:(1)在圆弧轨道上克服摩擦力做的功?
(2)BC段轨道的动摩擦因数为多少?
正确答案
解:(1)设小木块从A到B的过程中克服阻力做功为Wf,由动能定理得,
代入数据解得Wf=0.11J.
(2)设BC段轨道的动摩擦因数为μ,对BC段运用动能定理得,
代入数据解得μ=0.15.
答:(1)小木块在圆弧轨道上克服摩擦力做的功为0.11J.
(2)BC段轨道的动摩擦因数为0.15.
解析
解:(1)设小木块从A到B的过程中克服阻力做功为Wf,由动能定理得,
代入数据解得Wf=0.11J.
(2)设BC段轨道的动摩擦因数为μ,对BC段运用动能定理得,
代入数据解得μ=0.15.
答:(1)小木块在圆弧轨道上克服摩擦力做的功为0.11J.
(2)BC段轨道的动摩擦因数为0.15.
一个质量m=1kg的物体静止在水平地面上,与一根劲度系数k=1000N/m的轻弹簧相连.当在弹簧的另一端施加一个竖直向上的外力时,弹簧的伸长量x=0.011m(在弹性限度内),物体向上做匀加速运动,如图所示.g取10m/s2.求:
(1)弹簧的弹力大小;
(2)物体运动的加速度大小;
(3)物体上升1m过程中重力做的功.
正确答案
解:(1)弹簧的弹力F=kx=1000×0.011N=11N
(2)根据牛顿第二定律有 F-mg=ma
所以 m/s2
(3)W=-mgh=-1×10×1J=-10J
答:(1)弹簧的弹力大小11N;
(2)物体运动的加速度大小1m/s2;
(3)物体上升1m过程中重力做的功10J.
解析
解:(1)弹簧的弹力F=kx=1000×0.011N=11N
(2)根据牛顿第二定律有 F-mg=ma
所以 m/s2
(3)W=-mgh=-1×10×1J=-10J
答:(1)弹簧的弹力大小11N;
(2)物体运动的加速度大小1m/s2;
(3)物体上升1m过程中重力做的功10J.
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