- 功的计算
- 共999题
如图所示的装置叫做阿特伍德机,是阿特伍德创制的一种著名力学实验装置.绳子两端的物体下落(上升)的加速度总是小于自由落体的加速度g,同自由落体相比,下落相同的高度,所花费的时间要长,这使得实验者有足够的时间从容的观测、研究.已知物体A、B的质量相等均为M,物体C的质量为m,轻绳与轻滑轮间的摩擦不计,轻绳不可伸长且足够长,如果m=
M,将BC由静止释放,下落距离为H,此时A未与滑轮接触,求:
(1)此时A的速度大小;
(2)此过程中B对C做的功.
正确答案
解:(1)对整体由动能定律可得:
(M+m)gH-MgH=
v==
(2)对C由动能定理得:
mgH-W=
W==
答:(1)此时A的速度大小;
(2)此过程中B对C做的功-.
解析
解:(1)对整体由动能定律可得:
(M+m)gH-MgH=
v==
(2)对C由动能定理得:
mgH-W=
W==
答:(1)此时A的速度大小;
(2)此过程中B对C做的功-.
质量为1×103kg的载重汽车,在6×103N的牵引力作用下做直线运动,速度由10m/s增加到30m/s.若汽车运动过程中受到的平均阻力为1×103N,求:
(1)汽车发生上述变化所通过的路程;
(2)汽车所受各力对汽车所做的功.
正确答案
解:(1)在6×103N的牵引力作用下做直线运动,且平均阻力为1×103N,
根据F=ma,则加速度a==5m/s2;
再根据v2-,则有:x=
=
=80m;
(2)汽车在运动,受到重力与支持力,因力与位移方向垂直,则重力与支持力做功为零;
而拉力做功WF=Fx=6×103×80J=4.8×105J;
对于阻力做功Wf=-fx=1×103×80J=-8×104J;
答:(1)汽车发生上述变化所通过的路程80m;
(2)汽车所受重力与支持力做功零,而拉力对汽车所做的功4.8×105J,对于阻力做功-8×104J.
解析
解:(1)在6×103N的牵引力作用下做直线运动,且平均阻力为1×103N,
根据F=ma,则加速度a==5m/s2;
再根据v2-,则有:x=
=
=80m;
(2)汽车在运动,受到重力与支持力,因力与位移方向垂直,则重力与支持力做功为零;
而拉力做功WF=Fx=6×103×80J=4.8×105J;
对于阻力做功Wf=-fx=1×103×80J=-8×104J;
答:(1)汽车发生上述变化所通过的路程80m;
(2)汽车所受重力与支持力做功零,而拉力对汽车所做的功4.8×105J,对于阻力做功-8×104J.
如图所示,三个半径均为r、质量均为m的小球紧靠着由静止起沿倾角为α的光滑斜面下滑,斜面与光滑水平面间有光滑小圆弧连接,开始时第一个小球的最低点离水平面的高度为h.则第三个小球滑到水平面时的速度大小v3=______,在此过程中第二个小球对第一个小球所做的功W=______.
正确答案
2mgrsinα
解析
解:把三个小球看成一个整体,整体滑到水平面时,高度下降了H=h+2rsinα,
根据动能定理得:
解得:v=
隔离第一个小球,由动能定理得:
W+mgh=
解得:W=2mgrsinα,
故答案为:,2mgrsinα
一个人用手把一个质量为m=1kg的物体由静止向上提起1m,这时物体的速度为2m/s,则下列说法中正确的是( )
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-=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、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B正确,C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:ABD.
如图所示,一质量为m的小方块(可视为质点),系在一伸直的轻绳一端,绳的另一端固定在粗糙水平面上,绳长为r.给小方块一沿垂直轻绳的初速度v0,小方块将在该水平面上以绳长为半径做圆周运动,运动一周后,其速率变为
,则以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、小方块做圆周运动绳子的拉力提供向心力,选项A错误;
B、利用“化曲为直”的思想,小方块在运动一周的过程中,可以看做小方块做加速度为a=μg的匀减速直线运动,则绳的拉力F=m,v2=2ax=2μgx,x=rθ,化简得F=
=
rθ=2μmgθ,即绳拉力的大小随小方块转过的角度均匀减小,选项B正确;
C、根据平均速度公式得:2πr=vt,利用“化曲为直”的思想,小方块在运动一周过程中的平均速度为,解得t=
,选项C正确;
D、对小方块运用动能定理,小方块运动一周克服摩擦力做的功Wf=m
-
m
=-
mv
,选项D错误.
故选:BC
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