- 功
- 共4019题
甲、乙两个物体,质量之比为3:2,初速度之比为4:5,都受到相同大小的阻力作用,直到停下来,哪个物体用的时间较长,哪个物体滑行的距离较长?
正确答案
甲用时间较长、乙滑行的距离较长
本题的目的就是要在头脑中建立冲量与动量变化及功与动能变化间的确定联系。既然两物体受到的阻力大小相等,谁用的时间长,谁的动量变化就大,两物体初动量之比p1: p2=(3×4):(2×5)=6:5,而末动量都为0,即甲的动量变化大,因此甲用的时间较长。谁滑行的距离长,谁就克服阻力做功多,谁的动能变化就大,两物体的初动能之比Ek1: Ek2=(3×42):(2×52)=24:25,而末动能都为0,即乙的动量变化大,因此乙滑行的距离较长。
∴甲用时间较长、乙滑行的距离较长
如图5-7-4所示,物体沿一曲面从A点无初速滑下,滑至曲面的最低点B时,下滑高度为5 m,若物体的质量为1 kg,到B点时的速度为6 m/s,求物体在下滑过程中克服阻力所做的功.
图5-7-4
正确答案
32 J
设这个过程中物体克服阻力做功为Wf,根据动能定理得:mgh-Wf=.
解得:Wf="32" J
(14分)如图,光滑水平面AB与竖直面的半圆形导轨在B点相连接,导轨半径为R,一质量为m的静止木块在A处压缩弹簧,释放后,木块获得一向右的初速度,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力是其重力的7倍,之后向上运动恰能通过轨道顶点C,不计空气阻力,试求:
(1)弹簧对木块所做的功;
(2)木块从B到C过程中克服摩擦力做的功;
(3)木块离开C点落回水平面所需的时间和落回水平面时的动能。
正确答案
(1)
(2)
(3).(2分) ,
略
(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:
;
甲、乙两物体质量之比m1∶m2=1∶2,它们与水平桌面间的动摩擦因数相同,在水平桌面上运动时因受摩擦力作用而停止.
(1)若它们的初速度相同,则运动位移之比为__________________;
(2)若它们的初动能相同,则运动位移之比为__________________.
正确答案
(1)1∶1 (2)2∶1
设两物体与水平桌面间的动摩擦因数为μ.
(1)它们的初速度相同,设为v0,由动能定理得:-μm1gl1=0-,
-μm2gl2=0-.
所以l1∶l2=1∶1
(2)它们的初动能相同,设为Ek,由动能定理得:-μm1gl1=0-Ek,-μm2gl2=0-Ek.
所以l1∶l2=m2∶m1=2∶1
(16分)如图所示,在倾角θ=37°的斜面两端,垂直于斜面方向固定两个弹性板,两板相距L=2m,质量为m=10g,电荷量为q=1×10-7C的物体与斜面间的动摩擦因数为=0.2,物体从斜面中点以大小为10m/s的速度沿斜面开始运动。若物体与弹性板碰撞过程中机械能不损失,电荷量也不变,平行于斜面向上的匀强电场的场强E=2×106N/C,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2).求:
(1)物体在运动过程中受到斜面摩擦力f的大小;
(2)补充完整物体从斜面中点出发第一次到达上端弹性板过程的动能定理表达式,物体的初速度为v,末速度为(全部用字母表示);
+_______________=____________-____________
(3)物体在斜面上运动的总路程.
正确答案
(16分)解:(1) (5分)
(2) (5分)
(3)S="40m " (6分)
(16分)解:(1) (5分)
(2) (5分)
(3)mgsin37°="0.06N " Eq="0.2N " f+ mgsin37°<Eq
故最后应停在紧靠上边弹性板处,根据动能定理
解得:S="40m " (6分)
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=
扫码查看完整答案与解析