- 功
- 共4019题
如图所示,质量为m的物体A静止在地面上,上表面带有弯钩.一弹簧秤由弹簧、带有挂钩的拉杆和带有提环的外壳组成.可以认为弹簧秤的总质量集中在外壳上为m0,弹簧和拉杆质量忽略不计,弹簧的劲度系数为k.手拿弹簧秤的提环,秤钩钩住物体A,秤体保持竖直,开始弹簧没有形变,示数为零.现竖直向上缓慢提起,当提环提升距离L1时,A刚要离开地面,此过程手做功W1、手做功的平均功率为P1;若匀加速向上提起,提环上升的距离为L2时,A刚要离开地面,此过程手做功W2、手做功的平均功率为P2.假设弹簧秤示数一直在量程范围内,则
( )
正确答案
解析
解:当物体就要离开地面时,必定是弹簧的拉力和物体的重力大小相等,由于物体的重力不变,所以,此时两次弹簧的弹力应该是相等的,由胡克定律F=Kx可知,两次弹簧的伸长量相等,即L1=L2=,所以A正确,D错误.
根据能量守恒可知,第一次时,手做的功等于弹簧的重力势能和弹簧的弹性势能,第二次时,在增加了弹簧的重力势能和弹簧的弹性势能的同时,弹簧还具有一定的动能,所以第二次的做的功要多,同时,由于第二次是加速运动的,时间比第一次的要短,所以第二次的功率也要比第一次的大,所以B错误,C正确.
故选AC.
如图,在光滑的水平面上,物块在恒力F=100N的作用下从A点运动到B点,不计滑轮的大小,不计绳与滑轮的质量及绳、滑轮间的摩擦,H=2.4m,α=37°,β=53°,拉力F做的功为______.
正确答案
100J
解析
解:物体从A点运动到B点,根据几何关系得:
绳子向下运动的位移x=
则拉力做的功W=Fx=100×1=100J
故答案为:100J.
如图所示,带有光滑斜面的物体B放在水平面上,斜面底端有G=2N的金属块A,斜面高h=15
cm,倾角α=60°,用一水平力F推A,在将A推到顶端的过程中,A,B都做匀速运动,且B运动的距离L=30cm,求此过程中力F所做的功与金属块克服斜面支持力所做的功.
正确答案
解:对金属块受力分析,由共点力平衡
FNcosα=mg
FNsinα=F
联立解得FN=4N,F=2N
故力F做功为W=F(L+)=2
=0.9
J
支持力做功为=-0.9
J
答:此过程中力F所做的功与金属块克服斜面支持力所做的功为0.9J,0.9
J
解析
解:对金属块受力分析,由共点力平衡
FNcosα=mg
FNsinα=F
联立解得FN=4N,F=2N
故力F做功为W=F(L+)=2
=0.9
J
支持力做功为=-0.9
J
答:此过程中力F所做的功与金属块克服斜面支持力所做的功为0.9J,0.9
J
如图所示,物体质量为10千克,它与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,斜面倾角为θ=30°.现用平行于斜面的力F拉物体A沿斜面匀速向上移动距离S=2米.物体A受到的各个力对物体做的功是多少?这些力做的总功是多少?
正确答案
解:物体受重力、拉力、支持力,根据平衡条件:
F=mgsinθ+μmgcosθ=100×+0.2×100×
=50+10
N
则拉力做的功为:WF=FS=100+20 J
重力做的功:WG=GScos120°=-100×2×=-100J
摩擦力做的功:Wf=-μmgcosθS=-20J
支持力与运动方向垂直不做功,即做功为零;
这些力做的总功是W=WF+WG=100+20-100-20
=0J
答:这些力做的总功是0.
解析
解:物体受重力、拉力、支持力,根据平衡条件:
F=mgsinθ+μmgcosθ=100×+0.2×100×
=50+10
N
则拉力做的功为:WF=FS=100+20 J
重力做的功:WG=GScos120°=-100×2×=-100J
摩擦力做的功:Wf=-μmgcosθS=-20J
支持力与运动方向垂直不做功,即做功为零;
这些力做的总功是W=WF+WG=100+20-100-20
=0J
答:这些力做的总功是0.
如图所示,质量分别为m,2m的两小球a,b固定在长为L的轻杆两端,杆可绕中点O在竖直平面内无摩擦转动,今在水平位置由静止释放,在b球运动至最低点的过程中,试分析:
(1)小球a机械能是否守恒?
(2)小球b运动到最低点时的速度大小?
(3)轻杆对小球a是否做功?如果做功,做功为多少?
(4)轻杆对小球b是否做功?如果做功,做功为多少?及轻杆对小球a、b做功的代数和?
正确答案
解:(1)在水平位置由静止释放,在b球运动至最低点的过程中,a球的速度和高度都增大,所以a的动能和势能都增大,机械能增大,不守恒;
(2)AB组成的系统,只有重力做功,根据动能定理得:
2mg-mg
=
,
共轴转动,角速度相等,而半径相等,根据v=ωr则有va=vb,
解得:
(3)对a球运动过程中,根据动能定理得:
解得:
(4)对b球运动过程中,根据动能定理得:
解得:
则轻杆对小球a、b做功的代数和W=
答:(1)小球a机械能不守恒;
(2)小球b运动到最低点时的速度大小为;
(3)轻杆对小球a做功,做功为;
(4)轻杆对小球b做功,做功为,轻杆对小球a、b做功的代数和为0.
解析
解:(1)在水平位置由静止释放,在b球运动至最低点的过程中,a球的速度和高度都增大,所以a的动能和势能都增大,机械能增大,不守恒;
(2)AB组成的系统,只有重力做功,根据动能定理得:
2mg-mg
=
,
共轴转动,角速度相等,而半径相等,根据v=ωr则有va=vb,
解得:
(3)对a球运动过程中,根据动能定理得:
解得:
(4)对b球运动过程中,根据动能定理得:
解得:
则轻杆对小球a、b做功的代数和W=
答:(1)小球a机械能不守恒;
(2)小球b运动到最低点时的速度大小为;
(3)轻杆对小球a做功,做功为;
(4)轻杆对小球b做功,做功为,轻杆对小球a、b做功的代数和为0.
以10m/s的初速度从10m高的塔上抛出一颗质量m=0.1kg的石子,不计空气阻力,求
(1)人对物体做的功
(2)石子落地时速度的大小.
正确答案
解:(1)由动能定理可知W=
(2)整个过程中由动能定理可得mgh=
解得
答:(1)人对物体做的功为5J
(2)石子落地时速度的大小为
解析
解:(1)由动能定理可知W=
(2)整个过程中由动能定理可得mgh=
解得
答:(1)人对物体做的功为5J
(2)石子落地时速度的大小为
用36N的水平推力推一个180N重的物体,使它在水平地面上匀速移动30m,则地面与物体的动摩擦因数为______,推力所做的功为______J.
正确答案
0.2
1080
解析
解:物体匀速运动,则有
μmg=F
解得:μ==0.2
W=Fxcosα=36×30=1080J
故答案为:0.2 1080
如图所示,超市中货物配送员用平板车运送货物,已知平板车的质量为M,货物的质量为m.配送员用水平力推动平板车由静止开始匀加速运动,用时间t使平板车、货物一起运动了距离s,此过程中不计地面摩擦,则( )
正确答案
解析
解:A、平板车做的是匀加速直线运动,根据位移公式可得,
s=at2,
所以加速度的大小为a=,所以A、B错误;
C、货物和车的加速度相同,货物受到的摩擦力作为合力产生加速度,
所以f=ma=m,所以C正确;
D、对整体,由牛顿第二定律可得,水平推力F=(M+m)a=(M+m),
所以配送员对平板车作的功为W=Fs=2,所以D错误.
故选C.
水平地面上有一重0.4kg的足球,一个小孩用80牛的力踢球,使球获得了10m/s的速度,并前进了30米,那么小孩对球所做的功为( )
正确答案
解析
解:根据动能定理得:W=.故A正确,B、C、D错误.
故选:A.
如图所示,倾角为θ的粗糙斜面固定在地面上,长为L、质量为m的均质软绳置于斜面上,其上端与斜面顶端平齐,用细线将质量也为m的物块与软绳连接.物块由静止释放后向下运动,当软绳全部离开斜面时,物块仍未到达地面.已知软绳与斜面之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据牛顿第二定律得,在释放物块的瞬间,有mg-μmgcosθ-mgsinθ=2ma,解得a=g(1-sinθ-μcosθ)故A错误.
B、从释放物块到软绳刚好全部离开斜面过程中,软绳所受的摩擦力和沿斜面向下的分力均减小,则系统所受的合力增大,根据牛顿第二定律知,加速度增大.故B错误.
C、软绳在整个运动过程中,平均摩擦力的大小f=μmgcosθ,则摩擦力做的功为W=FScosθ=
μmgscosθ,故C错误.
D、根据能量守恒定律得解得v=
,故D正确.
故选:D.
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