- 功的计算
- 共999题
如图所示,质量为m的小物块在光滑的水平面上以v0向右做直线运动,经距离l后,进入半径为R光滑的半圆形轨道,从圆弧的最高点飞出恰好落在出发点上.已知l=1.6m,m=0.10kg,R=0.4m,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2.
(1)求小物块运动到圆形轨道最高点时速度大小和此时小物块对轨道的压力.
(2)求小物块的初速度v0.
(3)若轨道粗糙,则小物块恰能通过圆形轨道最高点.求小物块在这个过程中克服摩擦力所做的功.
正确答案
解:(1)物体从最高点做平抛运动的过程中,竖直方向:
在水平方向:l=v′t
v′=
在最高点由牛顿第二定律可知
由牛顿第三定律即可求得物块对轨道的压力为3N
(2)从水平面到达最高点由动能定理可得
-2mgR=
解得=
(3)刚好能达到最高点,则速度为
mg=
由动能定理可得
-2mgR-W=
解得W=0.6J
答:
(1)小物块运动到圆形轨道最高点时速度为4m/s和此时小物块对轨道的压力3N.
(2)小物块的初速度v0为.
(3)若轨道粗糙,则小物块恰能通过圆形轨道最高点.小物块在这个过程中克服摩擦力所做的功为0.6J.
解析
解:(1)物体从最高点做平抛运动的过程中,竖直方向:
在水平方向:l=v′t
v′=
在最高点由牛顿第二定律可知
由牛顿第三定律即可求得物块对轨道的压力为3N
(2)从水平面到达最高点由动能定理可得
-2mgR=
解得=
(3)刚好能达到最高点,则速度为
mg=
由动能定理可得
-2mgR-W=
解得W=0.6J
答:
(1)小物块运动到圆形轨道最高点时速度为4m/s和此时小物块对轨道的压力3N.
(2)小物块的初速度v0为.
(3)若轨道粗糙,则小物块恰能通过圆形轨道最高点.小物块在这个过程中克服摩擦力所做的功为0.6J.
A、B两物体质量分别为m和2m,A置于光滑水平面上,B置于粗糙水平面上,用相同水平力分别推A和B,使它们前进相同位移,下面说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、拉力大小方向相同,位移相同,根据功的公式W=Fscosθ,知两次推力做功一样多.故A正确,B错误.
C、光滑时加速度大,则运动相同位移时间短,根据P=,知第一次推力做功的功率大.故C、D错误.
故选A.
运动员用200N的力把质量为0.5kg的球抛出,球在水平路面上滚动30m,则该学生对球做的功是( )
正确答案
解析
解:对于踢球过程,根据动能定理得,
该学生对球做的功W=mv2-0=
mv2
由于球踢出的速度不知道,所以该同学对球作的功无法确定.
故选:D.
如图所示,一个质量m=2kg的物体,受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力F=20N,物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
求:(1)拉力F在2s内对物体所做的功;
(2)2s末拉力对物体做功的功率.
正确答案
解:对物体进行受力分析,根据牛顿第二定律得:
a==6m/s2
所以2s内的位移为:x==12m
所以拉力F在2s内对物体所做的功W=Fxcos37°=192J
(2)2s末的速度为为:v=at=12m/s
所以2s末拉力对物体做功的功率为:P=Fvcosθ=192W
答::(1)拉力F在2s内对物体所做的功为192J;
(2)2s末拉力对物体做功的功率为192W.
解析
解:对物体进行受力分析,根据牛顿第二定律得:
a==6m/s2
所以2s内的位移为:x==12m
所以拉力F在2s内对物体所做的功W=Fxcos37°=192J
(2)2s末的速度为为:v=at=12m/s
所以2s末拉力对物体做功的功率为:P=Fvcosθ=192W
答::(1)拉力F在2s内对物体所做的功为192J;
(2)2s末拉力对物体做功的功率为192W.
人通过滑轮将质量为m的物体沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面,物体上升的高度为h,到达斜面顶端的速度为v,如图所示.则在此过程中( )
正确答案
解析
解:A、对物体受力分析可知,物体受重力、拉力及摩擦力的作用;由动能定理可知,合外力做功一定等于动能的改变量,即等于mv2;故A错误,B正确;
C、由动能定理可知,人做的功应克服重力、摩擦力做功,故人做的功等于克服重力的功、克服摩擦力的功及增加的动能之和;故C错误;
D、由C的分析可知,人对物体做的功一定大于mgh;故D正确;
故选:BD.
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