- 功的计算
- 共999题
如图所示,用与水平方向成θ的力F,拉质量为m的物体水平匀速前进x,已知物体和地面间的动摩擦因数为μ,则在此过程中F做功为( )
正确答案
解析
解:对物体进行受力分析,并对拉力F进行分解如右图所示:
根据物体在竖直方向的平衡条件可知:
F2+FN=G
又F2=Fsinθ
得,FN=mg-Fsinθ
再根据滑动摩擦力公式f=μFN
解得:f=μ(mg-Fsinθ)
又因为物体做匀速运动,所以F1=Fcosθ=f
所以,由Fcosθ=μ(mg-Fsinθ)
解得,
根据功的公式,拉力F 对物体所做的功为:
WF=Fxcosθ
则有,
故选D.
质量为3.0kg上表面光滑 的小车M,长度为L=4.0m,在方向水平向右的拉力F=9N作用下匀速向右运动,速度大小为v0=3.0m/s,现在把质量为1.0kg的物块m轻轻放在小车的最右端,物块体积忽略不计,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)放上物块后,小车的加速度大小;
(2)物块离开小车的时间;
(3)从物块放在小车最右端开始的5s内F对小车做的功.
正确答案
解:(1)由木板匀速运动时有,Mgμ=F;得μ=0.3,
加一个物块后,木板做匀减速运动:(M+m)gμ-F=Ma
代入数据解得:a=1m/s2,
(2)物块放在木版上相对地面静止,木版匀减速运动的距离L后物块掉下来.
由:
得:t2-6t+8=0
解得:t1=2s,t2=4s(舍去)
故2秒后A与B脱离.
(2)5s内前进的位移为x=L+v0(t-t1)=4+3×3m=13m
拉力做功为W=Fx=9×13J=117J
答:(1)加一个铁块后,木板的加速度大小为0.5m/s2
(2)二者经过2s脱离
(3)从物块放在小车最右端开始的5s内F对小车做的功为117J
解析
解:(1)由木板匀速运动时有,Mgμ=F;得μ=0.3,
加一个物块后,木板做匀减速运动:(M+m)gμ-F=Ma
代入数据解得:a=1m/s2,
(2)物块放在木版上相对地面静止,木版匀减速运动的距离L后物块掉下来.
由:
得:t2-6t+8=0
解得:t1=2s,t2=4s(舍去)
故2秒后A与B脱离.
(2)5s内前进的位移为x=L+v0(t-t1)=4+3×3m=13m
拉力做功为W=Fx=9×13J=117J
答:(1)加一个铁块后,木板的加速度大小为0.5m/s2
(2)二者经过2s脱离
(3)从物块放在小车最右端开始的5s内F对小车做的功为117J
如图,利用定滑轮将物体匀速提升h,若不计滑轮和绳重,不计摩擦,则拉力F、拉力F所做的功W与夹角θ的关系是( )
正确答案
解析
解:对物体进行受力分析,如图所示:
物体匀速上升,受力平衡,所以
Fcos=
当θ增大时,cos减小,所以F增大,故C错误;
对物体上升过程运用动能定理得:
W-mgh=0
W=mgh
所以W与θ角无关,始终不变.故A、B错误,D正确.
故选D.
如图所示,固定在竖直面内的圆周轨道的内侧表面是光滑的,轨道半径是R,在轨道最低点A处静止看一个质量为m的小滑块(可视为质点),现用力向右推此滑块到B点(∠AOB=45°)放手,此后小滑块通过轨道最高点时对轨道的压力刚好减小到零,则推力将滑块由A到推至B所做的功是______.
正确答案
解:在C点,根据向心力公式得:
①
从A到C的过程中,根据动能定理得:
②
由①②两式解得:
WF=2.5mgR
故答案为:2.5mgR
解析
解:在C点,根据向心力公式得:
①
从A到C的过程中,根据动能定理得:
②
由①②两式解得:
WF=2.5mgR
故答案为:2.5mgR
如图所示,水平的传送带以速度υ=4m/s顺时针运转,两传动轮M、N之间的距离为L=8m,传送带与物体间的动摩擦因数μ=0.2.若在M轮的正上方,将一质量为m=3kg的物体轻放在传送带上,当物体被传送到N轮正上方处的过程中,设物体与传送带之间无打滑,传送所需的时间为______s,传送带对物体的摩擦力做功为______J.( g=10m/s2)
正确答案
3
24
解析
解:(1)设运行过程中货物的加速度为a,根据牛顿第二定律得
μmg=ma 求得:a=2 m/s2
设到达B端时速度为v,所用时间为t,则
v2=2as0 解得v=4m/s
由于v>v0=4m/s,所以物先加速后匀速直线运动.
则先匀加速运动:由t=
s0=
再匀速直线运动,得t=
即货物从M端运动到N端所需的时间为3s.
(2)根据功的定义,有
W=f s0=μmg s0=6×4J=24J
即摩擦力对货物做功为24J.
故答案为:3;24
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