- 功的计算
- 共999题
人骑自行车下坡,坡长l=500m,坡高h=8m,人和车总质量为100kg,下坡时初速度为4m/s,人不踏车的情况下,到达坡底时车的速度为10m/s,g取10m/s2,则下坡过程中阻力所做的功为( )
正确答案
解析
解:下坡过程中运用动能定理得:
=mgh+Wf
解得:Wf=-3800J
故选B
如图所示,一名消防队员在模拟演习训练中,沿着长为12m的竖立在地面上的钢管往下滑,已知这名消防队员的质量为60kg,他从钢管顶端由静止开始先匀加速在匀减速下滑,滑到地面时速度恰好为零.如果加速时的加速度大小是减速时的2倍,下滑的总时间为3s,那么该消防队员加速与减速过程的运动时间之比为______.加速与减速过程的位移大小之比为______,加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为______,加速与减速过程中合外力做功的大小之比为______.(重力加速度g取10m/s2)
正确答案
1:2
1:2
1:7
1:1
解析
解:设加速与减速过程的时间分别为t1、t2,加速度大小分别为a1、a2.
则v=a1t1,v=a2t2,
得t1:t2=a2:a1=1:2.
匀加速运动位移为:x1=t1=4×1=4m
匀减速位移为:x2=t2=4×2m=8m
所以加速与减速过程的位移之比为1:2.
由t1:t2=1:2,又t1+t2=3s,
得:t1=1s,t2=2s,a1==8m/s2,a2=4m/s2,
根据牛顿第二定律得
加速过程:mg-f1=ma1,f1=mg-ma1=2m
减速过程:f2-mg=ma2,f2=mg+ma2=14m
所以有:f1:f2=1:7;
根据动能定理,加速过程:W1=mv2-0
减速过程:-W2=0-mv2
得:W1:W2=1:1
故答案为:1:2,1:2,1:7,1:1.
如图所示,一恒力F通过一动滑轮拉物体沿光滑水平面前进了s,在运动过程中,F与水平方向保持θ角,则拉力F对物体做的功为______
正确答案
Fs(1+cosθ)
解析
解:对F的端点分析,F的作用力沿F的方向移动了由题意可知,当物体向右移动L时,力的作用点沿力方向移动L的同时也会随滑轮向右移动L,则力的作用点的合位移如图所示,则L合=2scos,
则F对物体做功W=FL合cos=2Fscos2
.
由数学知识可知:2Fscos2=Fs(1+cosθ);
故答案为:Fs(1+cosθ);
在水平面上静止放有一质量为1kg的物体,物体与水平面间的滑动摩擦因数为0.4.今有一水平方向的作用力F作用于物体,使物体在水平面上滑动,力F随时间变化的图象如图所示.则前2s内力F所做的功为______.(g取10m/s2)
正确答案
解析
解:物体受到水平力F和摩擦力f的作用,由静止开始向右做匀加速直线运动,设加速度为a1,1s末速度为v1,
由牛顿第二定律:F1-µmg=ma1
代入数据解得:a1=1m/s2
故1s末速度为:v1=at1=1m/s
1s内通过的位移为:x1=
由图知,1-2s内物体受到水平力F,设加速度为a2,
根据牛顿第二定律,有:F2-µmg=ma2
代入数据解得:a2=-3m/s2
减速到0所需时间为:0=v1+a2t′
t
减速到0前进的位移为:
拉力F做功为:W=
故答案为:
如图所示,用滑轮组提升一质量为m=20kg的物体,若匀速升高h=3m,不计滑轮的质量和一切摩擦,则
(1)力F做多少功?
(2)若直接用手把物体匀速提高3m,人做功为多少?
(3)比较以上两种情况,能得到什么结论呢?(g取10m/s2)
正确答案
解:(1)拉力为:F=
重物提升3m的过程中,在拉力方向上的位移为:x=9m,
则拉力做功为:WF=Fx=×9J=600J
(2)直接提升拉力做功为:W=mgh=200×3J=600J;
(3)利用动滑轮可知,动滑轮省力不省功
答:(1)力F做功为600J
(2)若直接用手把物体匀速提高3m,人做功为600J
(3)利用动滑轮可知,动滑轮省力不省功
解析
解:(1)拉力为:F=
重物提升3m的过程中,在拉力方向上的位移为:x=9m,
则拉力做功为:WF=Fx=×9J=600J
(2)直接提升拉力做功为:W=mgh=200×3J=600J;
(3)利用动滑轮可知,动滑轮省力不省功
答:(1)力F做功为600J
(2)若直接用手把物体匀速提高3m,人做功为600J
(3)利用动滑轮可知,动滑轮省力不省功
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