- 正功和负功的区别
- 共70题
(14分)如图所示,小物体放在高度为h=1.25m、长度为S=1.5m的粗糙水平固定桌面的左端A点,以初速度vA=4m/s向右滑行,离开桌子边缘B后,落在水平地面C点,C点与B点的水平距离x=1m,不计空气阻力。试求:(g取10m/s2)
(1)小物体与桌面之间的动摩擦因数。
(2)为使小物体离开桌子边缘B后水平射程加倍,即,某同学认为应使小物体的初速度vA'加倍,即vA'="2" vA ,你同意他的观点吗?试通过计算验证你的结论。
正确答案
(1)0.4
(2)该同学认为应使小物体的初速度加倍的想法是错误的。
(1)小物体离开桌子边缘B点后经过时间落地
小物体离开桌子边缘B点时的速度为
根据动能定理,有
得 ④(2分)
(2)不同意。要使水平射程加倍,必须使B点水平速度加倍,即
根据动能定理,有
解得
所以说该同学认为应使小物体的初速度加倍的想法是错误的。
如图6-3-17所示,质量为m的物体以初速度沿水平面向左运动,起始点A与一弹簧O端距离为s,物体与水平面间的动摩擦因数为μ,物体与弹簧相碰后,弹簧的最大压缩量为x,则弹簧被压缩至最短时,弹簧具有的弹性势能为________.
正确答案
由功能原理知:摩擦力做的功等于系统机械能的改变量: 得:
水平转台离转轴0.2m处放一质量为100g的木块,转台以ω=π/ 2 s-1转动。
①若转台匀速转动,求它转半周时间内摩擦力的冲量大小。
②若转半周后,转台的角速度变为ω’=3π/ 2 s-1。求这段时间内摩擦力所做的功。
正确答案
0.063N·s;0.039J
①木块放在水平转台上,竖直方向受力是平衡的,水平方向只受摩擦力作用,因此它的动量的变化完全是摩擦力冲量作用的结果。匀速转半周的过程中,速度大小不变,但方向变为相反,动量的变化是初动量的2倍。
所以 I=Δp=2mωr=2×0.1×0.2×π/ 2 =0.02πN·s=0.063N·s。
②加速转动过程中,木块所受的静摩擦力的方向不再指向圆心,而是有一个沿切线方向的分量,正是它对木块做正功,使木块的动能增加,根据动能定理即可求摩擦力做的功。
W=ΔEk=0.004π2J=0.039J。
如图所示,小车的质量为,后端放一质量为
的铁块,铁块与小车之间的动摩擦系数为
,它们一起以速度
沿光滑地面向右运动,小车与右侧的墙壁发生碰撞且无能量损失,设小车足够长,则
小题1:小车被弹回向左运动多远与铁块停止相对滑动?
小题2:铁块在小车上相对于小车滑动多远的距离?
正确答案
小题1:;
小题2:;
小题1:
小车反弹后与物体组成一个系统满足动量守恒,规定小车反弹后的方向作向左为正方向,设共同速度为,则:
解得:
以车为对象,摩擦力始终做负功,设小车对地的位移为,
则:
即:;
小题2:
系统损耗机械能为:
;
质量为m的物体以速度v0竖直向上抛出,物体落回地面时,速度大小为,设物体在运动中所受空气阻力大小不变.
(1)求物体运动过程中所受空气阻力的大小;
(2)若物体落地碰撞过程中无能量损失,求物体运动的总路程.
正确答案
(1) (2)
(1)设物体所受阻力为f,由动能定理知:
上升过程:-(mg+f)h=0-
下降过程:(mg-f)h=-0
两式相比得:
故f=
(2)设物体从抛出到停止时运动的总路程为l,对全程由动能定理知:WG+Wf=Ek2-Ek1,
0-fl=0-,
所以l=
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