- 功的计算
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质量为m的小球从离地面h的高度以初速度v0水平抛出.落地时小球的速度为v,且与水平方向成θ角.若空气阻力忽略不计,下面说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、小球在此过程中小球重力做的功为mgh.故A正确,B错误.
C、球落地时重力的瞬时功率据P=mgvcosα=mgvsinθ,故C错误,D正确;
故选AD
如图所示,传送带与地面倾角θ=30°,AB长度为L=16.5m,传送带以v0=11m/s 的速率逆时针转动.在传递带上端A无初速度地放上一个质量为m=0.5kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为μ=
,取g=10m/s2,则:
(1)从物体开始运动至物体刚与传送带达到共同速度这一过程中,传送带的摩擦力对物体做了多少功?
(2)物体从与传送带达到共同速度的瞬间至滑到B端的过程中,传送带的摩擦力对物体又做了多少功?
正确答案
解:(1)物体放上传送带后,受到传送带的沿斜面向下的滑动摩擦力f1,以a1做匀加速直线运动,直至与传送带速度相等.设这一过程所需的时间为t1,物体下滑的位移为s1,则:
由牛顿第二定律,有:
mgsinθ+μmgcosθ=ma1 ①
由运动学公式,有:
②
v0=a1t1 ③
代入数据,解得:
,t1=1s,s1=5.5m
滑动摩擦力对物体做正功:
W1=μmgcosθ•s1=16.5J
(2)物体与传送带达到共同速度后,因为mgsinθ<μmgcosθ,物体将与传送带保持相对静止,以v0匀速下滑,设再经t2时间物体滑至B端,故由A到B的时间摩擦力对物体做负功:
W2=-mgsinθ•(L-s1)=-27.5J
答:(1)从物体开始运动至物体刚与传送带达到共同速度的过程中,传送带的摩擦力对物体做了16.5J的功;
(2)物体从与传送带达到共同速度的瞬间至滑到B端的过程中,传送带的摩擦力对物体又做了-27.5J的功.
解析
解:(1)物体放上传送带后,受到传送带的沿斜面向下的滑动摩擦力f1,以a1做匀加速直线运动,直至与传送带速度相等.设这一过程所需的时间为t1,物体下滑的位移为s1,则:
由牛顿第二定律,有:
mgsinθ+μmgcosθ=ma1 ①
由运动学公式,有:
②
v0=a1t1 ③
代入数据,解得:
,t1=1s,s1=5.5m
滑动摩擦力对物体做正功:
W1=μmgcosθ•s1=16.5J
(2)物体与传送带达到共同速度后,因为mgsinθ<μmgcosθ,物体将与传送带保持相对静止,以v0匀速下滑,设再经t2时间物体滑至B端,故由A到B的时间摩擦力对物体做负功:
W2=-mgsinθ•(L-s1)=-27.5J
答:(1)从物体开始运动至物体刚与传送带达到共同速度的过程中,传送带的摩擦力对物体做了16.5J的功;
(2)物体从与传送带达到共同速度的瞬间至滑到B端的过程中,传送带的摩擦力对物体又做了-27.5J的功.
(2016春•龙岩校级月考)采用下述哪种措施可以提高机械效率?( )
正确答案
解析
解:因为:机械效率=.而总功=有用功+额外功,所以:
A、额外功一定,减小有用功,则有功与总共的比值减小,即减小了机械效率,故A错误.
B、总功一定,增大额外功,即减小了有用功,根据公式会降低机械效率,故B错误;
C、有用功一定,增大总功,根据公式会降低机械效率,故C错误;
D、总功一定,减小额外功,即增加了有用功,根据公式可以提高机械效率,故D正确;
故选:D.
长为l、高为h、质量为m的均匀长方体放在水平桌面上,它跟桌面间的摩擦系数为μ.开始时长方体的右端面与桌面的边缘相齐,如图所示.现从左端面中心加一水平力推长方体,使其沿桌面缓慢移动,直到长方体下翻为止.在这过程中,水平推力至少做多少功?
正确答案
解:
推力等于摩擦力:
F=f=μmg,
当长方体的中间与桌面的边缘齐时,开始下翻,此阶段的位移为s=,故水平推力做的功为:
.
答:水平推力做功为.
解析
解:
推力等于摩擦力:
F=f=μmg,
当长方体的中间与桌面的边缘齐时,开始下翻,此阶段的位移为s=,故水平推力做的功为:
.
答:水平推力做功为.
如图所示,位于水平桌面上的长为L的长木板P,由跨过定滑轮的轻绳与可以看作质点物块Q相连,从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的,已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是μ,两物块的质量都是m,滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计,如用一水平向右的拉力F拉P使它们分离,则F至少做功为多少( )
正确答案
解析
解:对Q物块,设跨过定滑轮的轻绳拉力为T
木块Q与P间的滑动摩擦力f=μmg ①
根据共点力平衡条件T=f ②
对木块P受力分析,P受拉力F,Q对P向左的摩擦力f,
地面对P体向左的摩擦力f′,根据共点力平衡条件,
有F=f+f′+T ③
地面对P物体向左的摩擦力
f′=μ(2m)g ④
由①~④式可以解得
F=4μmg
要使P与Q分离,则F至少做功为W=FS=4μmg×=2μmgL,故C正确,ABD错误;
故选C.
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