- 功的计算
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一学生用100N的力将质量为0.5千克的球以8米/秒的初速度沿水平方向踢出20米远,则学生对球做的功为( )
正确答案
解析
解:从脚接触球到球离开脚,这个过程中脚对球施力,但这段时间球移动的距离不知,做功多少通过获得的动能多少来计算;球离脚后,不再受学生脚踢力的作用,因此学生对球不做功,所以计算学生对球做的功:学生对球做的功是瞬时力功,不能用功的计算方式计算,
应用动能定理W=mv2=16J.
故选B.
质量为1kg的物体自足够高处自由落下,g取10m/s2,在下落3s的时间内重力对物体做的功为WG=______;在下落过程中的第3s内重力做的功为W′G=______.
正确答案
450J
250J
解析
解:根据h=2得:
3s内物体的位移为:h=,
则下落3s的时间内重力对物体做的功为WG=mgh=1×10×45=450J,
第3s内的位移h′==45-
=25m,
则在下落过程中的第3s内重力做的功为W′G=mgh′=1×10×25=250J
故答案为:450J;250J.
如图,框架ABC由三根长度均为l、质量均为m的均匀细棒组成,A端用光滑铰链铰接在墙壁上.现用竖直方向的力F作用在C端,使AB边处于竖直方向且保持平衡,则力F的大小为______.若在C点施加的作用力改为大小为1.5mg、方向始终垂直于AC边的力F′,使框架从图示位置开始逆时针转动,运动过程中当框架具有最大动能时,力F′所做的功为______.
正确答案
mg
0.25πmgl
解析
解:对框架ABC受力分析,其整体重心在O点,由数学知识可知,OD=
,
框架ABC保持平衡,则重力的力矩应等于F的力矩,根据力矩平衡得:
F•CD=3mg•OD
解得:F=mg
使框架从图示位置开始逆时针转动,运动过程中当F′的力矩等于重力力矩时,动能最大,
则有:F′l=3mg•L
解得:L=,
即重心位置距离墙壁的距离为时,动能最大,根据几何关系可知,转过的圆心角为:θ=
此过程中力F′做的功为:
W=F′lθ=1.5mgl×=0.25πmgl
故答案为:mg,0.25πmgl
如图所示,一个质量m=25kg的小孩从高度h=3.0m的滑梯顶端由静止开始滑下,滑到底端时的速度大小v=2.0m/s,取g=10m/s2.关于小孩所受各力对小孩做的功,下列计算结果中正确的是( )
正确答案
解析
解:小孩从顶端滑到底端的过程中,重力做功WG=mgh=25×10×3J=750J.支持力做功为零.
根据动能定理得,=
.解得Wf=-700J.故D正确,A、B、C错误.
故选D.
如图所示为一个质量为m、带电量为+q的圆环,可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中,圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态,则圆环克服摩擦力做的功可能为( )
正确答案
解析
解:A、当qv0B=mg时,圆环不受支持力和摩擦力,摩擦力做功为零.故A正确.
B、当qv0B<mg时,圆环做减速运动到静止,只有摩擦力做功.根据动能定理得:
-W=0-
得:W=
故B正确.
C、当qv0B>mg时,圆环先做减速运动,当qvB=mg时,不受摩擦力,做匀速直线运动.
当qvB=mg时得:v=
根据动能定理得:
-W=
代入解得:
W=-
故C错误,D正确.
故选ABD
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