- 功
- 共4019题
物体沿直线运动的v-t关系如图所示,已知在第1秒内合外力对物体做的功为W,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、物体在第1秒末到第3秒末做匀速直线运动,合力为零,做功为零.故A错误.
B、从第3秒末到第4秒末动能变化量是负值,大小等于第1秒内动能的变化量的,则合力做功为-0.75W.故B错误.
C、从第3秒末到第5秒末动能的变化量与第1秒内动能的变化量相反,合力的功相反,等于-W.故C正确
D、从第5秒末到第7秒末动能的变化量与第1秒内动能的变化量相同,合力做功相同,即为W.故D错误.
故选C.
粗糙水平面上静止一质量为4kg的物体,用大小为12N的水平力使物体运动2m后撤去拉力,物体又滑动了4m停止.
求:(1)在这个过程中拉力对物体做的功;
(2)水平面的动摩擦因数.
正确答案
解:(1)在外力作用下,由W=FL可知:W=FL=12×2J=24J
(2)在整个过程中,由动能定理可知:FL-μmg(L+s)=0-0
答:(1)在这个过程中拉力对物体做的功为24J;
(2)水平面的动摩擦因数为0.1.
解析
解:(1)在外力作用下,由W=FL可知:W=FL=12×2J=24J
(2)在整个过程中,由动能定理可知:FL-μmg(L+s)=0-0
答:(1)在这个过程中拉力对物体做的功为24J;
(2)水平面的动摩擦因数为0.1.
如图所示,某生产线上相互垂直的甲、乙传送带等高,宽度均为d,且均以大小为v的速度运行,图中虚线为传送带中线.一工件(可视为质点)从甲左端释放,经较长时间后从甲右端滑上乙,滑至乙中线处时恰好相对乙静止.则( )
正确答案
解析
解:A、滑上乙之前,工件绝对速度为v,动能为mv2,滑上乙并相对停止后,绝对速度也是v,动能也是
mv2,而在乙上面的滑动过程只有摩擦力做了功,动能又没变化,所以乙对工件的摩擦力做功为0;故A正确;
B、C、假设它受滑动摩擦力f=μmg,方向与合相对速度在同一直线,所以角θ=45°,则相对于乙的加速度也沿这个方向,经过t后,它滑到乙中线并相对于乙静止,根据牛顿第二定律,有:μmg=ma,解得a=μg;
运动距离L=×
=
d,
又L=at2,将L和a代入所以t=
,解得μ=
;故BC均错误;
D、物体滑上乙时,相对于乙上的那一点的速度分为水平向右的v和向后的v,合速度为v,就是沿着与乙成45°的方向,那么相对于乙的运动轨迹肯定是直线,L=
d;故D正确;
故选:AD.
如图所示,力F大小相等,A、B、C、D物体沿粗糙地面向右运动相同的位移,哪种情况合力做功最小( )
正确答案
解析
解:A选项中,拉力做功为:W=Fs
B选项中,拉力做功为:,
C选项中,拉力做功为:,
D选项中,拉力做功为:,
故D图中拉力F做功最少;
故选:D.
图中a、b所示是一辆质量为6.0×103kg的公共汽车在t=0和t=5.0s末两个时刻的两张照片.当t=0时,汽车刚启动(汽车的运动可看成匀加速直线运动).图c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图象,θ约为30°.根据题中提供的信息,能估算出的物理量有( )
正确答案
解析
解:A、从c图知道,汽车的加速度为gtanθ,还知道初速度为0和运动的时间,根据 x=at2可求出汽车的位移(即汽车的长度).故A正确.
B、根据F=ma求合外力,但由于不知道牵引力情况,故无法求得汽车受到的阻力;故B错误;
C、根据F=ma求合外力,根据位移可求出合外力做的功.故C正确.
D、因牵引力大小未知,无法由P=Fv求解瞬时功率;故D错误.
故选:AC.
如图所示,用F=5.0N的水平拉力,使质量m=5.0kg的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动.求:
(1)物体在t=2.0s内通过的位移;
(2)在t=2s内力F对物体做的功.
正确答案
解:(1)对物体受力分析可知,物体做匀加速直线运动,
加速度 a==1m/s2
位移x=at2=
×1×22m=2m,
(2)力F对物体做的功W=Fx=5×2=10J.
答:(1)物体开始运动后t=2.0s内通过的距离是2m;
(2)这段时间内,力F对物体做的功W是10J
解析
解:(1)对物体受力分析可知,物体做匀加速直线运动,
加速度 a==1m/s2
位移x=at2=
×1×22m=2m,
(2)力F对物体做的功W=Fx=5×2=10J.
答:(1)物体开始运动后t=2.0s内通过的距离是2m;
(2)这段时间内,力F对物体做的功W是10J
用起重机把质量是2.0×104kg的物体匀速地提高了5m,钢绳的拉力做了多少功?物体克服重力做了多少功?
正确答案
解:由物体被匀速提升可知,钢绳的拉力T等于物体重力G,即:
T=G=2.0×104×10N=2.0×105N
故钢绳的拉力的功为:
重力做功为:
故物体克服重力做功为:1.0×106J.
答:钢绳的拉力的功为1.0×106J. 物体克服重力做功为1.0×106J.
解析
解:由物体被匀速提升可知,钢绳的拉力T等于物体重力G,即:
T=G=2.0×104×10N=2.0×105N
故钢绳的拉力的功为:
重力做功为:
故物体克服重力做功为:1.0×106J.
答:钢绳的拉力的功为1.0×106J. 物体克服重力做功为1.0×106J.
如图所示,质量分别为m1=1kg,m2=2kg的两物块A、B并排放在光滑水平面上,一水平向右的推力F=6N作用在物块A上,在力F的作用下物块A、B由静止开始共同运动了t=2s,求在此过程中物块A对物块B所做的功W.
正确答案
解:对整体受力分析,根据牛顿第二定律得:
a=
则2s末的速度为:v=at=4m/s
对B根据动能定理得:W==
答:在此过程中物块A对物块B所做的功W为16J.
解析
解:对整体受力分析,根据牛顿第二定律得:
a=
则2s末的速度为:v=at=4m/s
对B根据动能定理得:W==
答:在此过程中物块A对物块B所做的功W为16J.
原来静止在水平地面上的质量为3kg的物体,在一个竖直向上的恒力作用下从静止开始向上运动,一段时间后,撤去恒力,又经过同样长的时间,物体落回地面,此时它的速度大小10m/s.取g=10m/s2,不计空气阻力,则该恒力的大小为______N,该力做的功为______J.
正确答案
40
150
解析
解:设竖直向上的恒力为F,物体质量m=3kg.恒力F作用时间t,
在恒力F作用过程:上升高度h,
根据牛顿第二定律得:
运动加速度a1=(1)
h=a1t2(2)
撤去恒力瞬间速度为v0,则v0=a1t,
撤去恒力后到物体落地时,取竖直向上方向为正方向,
则s=v0t+gt2,
-h=(a1t)t-gt2 (3)
解(2)(3)得:a1=,
把a1= 带入(1)得:
F=40N
研究物体运动全过程:起点在地面,终点在地面,所以在全过程中重力做功为零.则落地时的动能等于恒力F做功
W=mv2=
×3×102J=150J
故答案为:40;150.
有一半径r=
m的圆柱体绕竖直轴OO′以角速度ω=8πrad/s匀速转动,今用水平力F把质量m=l.2kg的物体A压在圆柱体的侧面,由于受挡板上竖直光滑槽的作用,物体A在水平方向上不能随圆柱体转动,而以v0=1.8m/s的速率匀速下滑,如图所示.已知物体A与圆柱体间的动摩擦因数μ=0.25,g取l0m/s2.下列说法中正确的有( )
正确答案
解析
解:A、B、在水平方向圆柱体有垂直纸面向里的速度,A相对圆柱体有垂直纸面向外的速度为v′,
则v′=ωr=8π×=2.4m/s;
在竖直方向有向下的速度 v0=1.8m/s
合速度的大小为v=3m/s
设合速度与竖直方向的夹角为θ,则有:
cosθ==0.6
所以A所受的滑动摩擦力方向与竖直方向的夹角也为θ,即53°.
A做匀速运动,竖直方向平衡,则有
Ffcosθ=mg,
得 Ff==20N
另Ff=μFN,FN=F,
所以有:F==80N;
故A正确,B错误;
C、圆柱体转动一周过程中克服摩擦力做功为:
W=f(2πr)sin53°=9.6J;故C正确;
D、圆柱体转动一周过程中,物体A克服摩擦力做功为:
W=f(v0×)cos53°=5.4J;故D正确.
故选:ACD.
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