- 正功和负功的区别
- 共70题
水平传送带上各点的速度均为v, 并保持不变。现将一小工件放到传送带上,并使它具有与传送带运动方向相反的初速度,速度大小也是v, 它将在传送带上滑动一段距离后才与传送带保持相对静止。设工件质量为m, 它与传送带间的动摩擦因数为μ, 求滑动摩擦力对工件所做的功及在它们相互作用过程中产生的热量各是多少?
正确答案
,
根据题意作出如图所示的示意图,传送带匀速向右运动,速度大小为v,小工件B刚放到传送带时的位置为图中的A点。工件B的运动是匀变速直线运动,即先从图中实线所示的B位置向左作匀减速运动,至图中B’点时速度减为0,再向右作匀加速运动,回到原来位置时,速率恰好达到v,也就是说在它们相对滑动的过程中,工件B的初位置与末位置是同一点,即对地位移为0,因此摩擦力对工件所做的功为0。
在B先向左后向右运动的过程中,传送带一直在向右匀速运动,当工件回到原处并且速率达到v时,开始时与B接触的A点运动到了图中的A’点,AA’就是这个过程中工件在传送带上滑行的路程,即所生的热 。
设工件从B运动到B’用时间t,则 ,
AA’即为传送带在2t时间内运动的距离, ,
滑动摩擦力 ,
因此得出, 。
(本题还有一个更简便的方法求生的热,由于传送带作的是匀速直线运动,它也是一个惯性参考系,若转换成以传送带为参考系,则问题被简化,这时工件对传送带的滑动摩擦力不做功,只有传送带对工件的摩擦力做功,摩擦力做功的数值即等于这过程中生的热。求摩擦力的功可以用动能定理,它等于工件相对于传送带的动能的增量,即
。)
如图所示,质量的高山滑雪运动员,从
点由静止开始沿滑道自由滑下,到
点时沿与水平方向成
角斜向上飞出,最后落在斜坡上的
点。已知
两点间的高度差为
,
、
两点间的高度差为
,运动员从
点飞出时的速度为20m/s(
取10m/s2)求:(1)运动员从
到
克服摩擦阻力做的功;(2)运动员落到C点时的速度大小。
正确答案
3000J,40m/s
(1)根据能量守恒有,,所以运动员从
到
克服摩擦阻力做的功
(2)从B点到C点有,,所以运动员落到C点时的速度大小
如图所示,质量的高山滑雪运动员,从
点由静止开始沿滑道自由滑下,到
点时沿与水平方向成
角斜向上飞出,最后落在斜坡上的
点。已知
两点间的高度差为
,
、
两点间的高度差为
,运动员从
点飞出时的速度为20m/s(
取10m/s2)求:(1)运动员从
到
克服摩擦阻力做的功;(2)运动员落到C点时的速度大小。
正确答案
3000J,40m/s
(1)根据能量守恒有,,所以运动员从
到
克服摩擦阻力做的功
(2)从B点到C点有,,所以运动员落到C点时的速度大小
质量为m的物体放在水平面上,在沿水平方向大小为F的拉力(F<mg,g为重力加速度)作用下做匀速直线运动。如图所示,试求:
(1)物体与水平面间的动摩擦因数。
(2)在物体上再施加另一个大小为F的力,若要使物体沿原方向移动一定距离S后动能的增加最大,则该力的方向应如何?
正确答案
(1)
(2)斜向右上方与水平夹角为。
(1)物体受力如图所示,由物体匀速运动有
,
,
联立解得。
(2)由动能定理可知,,因s一定,故F合有最大值时
最大。
设后来所加的外力F斜向右上方且与水平夹角为,如图所示
水平方向:,
竖直方向:,
解得。
令=
,则
,
由上式可知当,即
时,
F合取最大值为,即所加外力斜向右上方与水平夹角为
。
如图所示,质量的高山滑雪运动员,从
点由静止开始沿滑道自由滑下,到
点时沿与水平方向成
角斜向上飞出,最后落在斜坡上的
点。已知
两点间的高度差为
,
、
两点间的高度差为
,运动员从
点飞出时的速度为20m/s(
取10m/s2)求:(1)运动员从
到
克服摩擦阻力做的功;(2)运动员落到C点时的速度大小。
正确答案
3000J,40m/s
(1)根据能量守恒有,,所以运动员从
到
克服摩擦阻力做的功
(2)从B点到C点有,,所以运动员落到C点时的速度大小
扫码查看完整答案与解析