- 功的计算
- 共999题
某人用手将1Kg物体由静止向上提起1m,这时物体的速度为2m/s(g取10m/s2),则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:分析物体的运动的情况可知,物体的初速度的大小为0,位移的大小为1m,末速度的大小为2m/s,
由v2-v02=2ax可得,
加速度a==2m/s2,
由牛顿第二定律可得,
F-mg=ma,
所以F=mg+ma=10+2=12N,
A、手对物体做功W=FL=12×1=12J,所以A正确;
B、合力的大小为ma=2N,所以合力做的功为2×1=2J,所以合外力做功为2J,故BC错误;
D、重力做的功为WG=mgh=-10×1=-10J,所以物体克服重力做功10J,所以D正确;
故选AD.
用竖直向上的拉力将质量为20kg的物块从静止开始以2.5m/s2的加速度竖直向上提升5m,拉力所做的功为______J,拉力做功的平均功率为______W (g取10m/s2).
正确答案
1250
625
解析
解:根据牛顿第二定律得:F-mg=ma
解得:F=mg+ma=20×(10+2.5)N=250N.
则拉力做的功为:W=Fh=250×5=1250J
根据h=at2得:t=
拉力的平均功率为
故答案为:1250,625
在光滑的水平面上,物体受到两个沿水平方向、互相垂直的大小分别为6N和8N的恒力,从静止开始运动10m,则两个力做的功分别是______和______,这两个力的合力做的功是______,由此可见,总功的运算不遵循______,所以,我们说功虽然有______(填正负或方向)但功是______量.
正确答案
36J
64J
100J
平行四边形定则
正负
标
解析
解:根据W=Fscosθ得:
合力做功W=W1+W2=36+64=100J
总功是各个力做功的代数和,不遵循平行四边形定则,所以功虽然有正负,但正负不表示方向,功是标量.
故答案为:36J;64J;100J;平行四边形定则;正负;标.
某人用手将1kg的物体由静止向上提起1m,这时物体的速度为2m/s,下列说法中正确的有( )
正确答案
解析
解:分析物体的运动的情况可知,物体的初速度的大小为0,位移的大小为1m,末速度的大小为2m/s,
由v2-=2ax可得,
加速度a=2m/s2,
由牛顿第二定律可得,
F-mg=ma,
所以F=mg+ma=12N,
A、手对物体做功W=FL=12×1=12J,所以A正确;
B、重力做的功为WG=mgh=-10×1=-10J,所以物体克服重力做功10J,所以B、D错误;
C、合力的大小为ma=2N,所以合力做的功为2×1=2J,所以合外力做功为2J,所以C错误;
故选:A.
某健身游戏过程可简化为如图所示物理模型.在平静的水面上,有一长L=12m的木船,木船右端固定一直立桅杆,木船和桅杆的总质量m1=200kg,质量为m2=50kg的人立于木船左端,开始时木船与人均静止,若人匀加速向右奔跑(没有打滑)到右端并立即抱住桅杆,经历的时间是t=2s,船运动中受到水的阻力是船(包括人)总重的0.1倍,g取10m/s2,求:从人起跑到抱住桅杆之前的过程中.
(1)在图中画出人的受力示意图;
(2)船的位移大小;
(3)人至少要做多少功.
正确答案
解:(1)人受到重力、支持力和水平向右的摩擦力,
受力分析如图所示:
(2)此过程人和船都是做初速度为零的匀加速直线运动,
设人和船之间的静摩擦力大小为f,船受到的阻力系数为k,船和人的加速度大小分别为a1和a2,船和人的位移大小分别为s1和s2,则有
对船分析有:f-k(m1+m2)g=m1a1 ①
②
对人分析有f=m2a2 ③
④
依题意有:s1+s2=L ⑤
①②③④⑤联立并代入数据可得f=290N,,
,s1=0.4m ⑥
即船的位移大小为0.4m
(3)根据能量守恒,此过程中人至少所做的功应包括人和船动能的增加及此过程中船克服阻力所做的功.
人和船动能的增加 ⑦
船克服阻力所做的功W1=k(m1+m2)gs1 ⑧
W=△Ek+W1 ⑨
⑥⑦⑧⑨联立代入数据得W=3480J
答:(1)人的受力如图所示:
(2)船的位移大小为0.4m;
(3)人至少要做3480J的功.
解析
解:(1)人受到重力、支持力和水平向右的摩擦力,
受力分析如图所示:
(2)此过程人和船都是做初速度为零的匀加速直线运动,
设人和船之间的静摩擦力大小为f,船受到的阻力系数为k,船和人的加速度大小分别为a1和a2,船和人的位移大小分别为s1和s2,则有
对船分析有:f-k(m1+m2)g=m1a1 ①
②
对人分析有f=m2a2 ③
④
依题意有:s1+s2=L ⑤
①②③④⑤联立并代入数据可得f=290N,,
,s1=0.4m ⑥
即船的位移大小为0.4m
(3)根据能量守恒,此过程中人至少所做的功应包括人和船动能的增加及此过程中船克服阻力所做的功.
人和船动能的增加 ⑦
船克服阻力所做的功W1=k(m1+m2)gs1 ⑧
W=△Ek+W1 ⑨
⑥⑦⑧⑨联立代入数据得W=3480J
答:(1)人的受力如图所示:
(2)船的位移大小为0.4m;
(3)人至少要做3480J的功.
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