高一物理功和功率试题
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高一物理功和功率试题
1.A、B两物体质量均为m,A置于光滑水平面上,B置于粗糙水平面上,用相同水平力F分别
推A和B,使它们前进相同的位移。
假设力F对物体A做的功为W
1,对B做的功为W
2
,力F对
物体A做功的平均功率为P
1,对B做功的平均功率为P
2。
以下关系正确的是()
A. W
1= W
2
,P
1
= P
2
B.W
1
= W
2
,P
1
> P
2
C. W
1>W
2
, P
1
> P
2
D. W
1
> W
2
,P
1
= P
2
【答案】B
【解析】试题解析:由于W=Fs,在用力推物体A与B时,用的力F是相等的,通过的距离也是
相等的,故两个力做的功相等,即W
1= W
2
,故C、D错误;由于物体A没有摩擦力,而B运动
时要受到摩擦力的作用,故A的加速度大于B,所以A所用的时间小于B的时间,所以根据
P=W/t可知,力对A的功率要大于力对B的功率,即P
1> P
2
,故B正确。
【考点】功与功率大小的判断。
2.一个重10N的物体从高处由静止开始自由下落,不计空气阻力,则3s内重力对物体做的功为___________J;第3s末重力的瞬时功率为___________W。
(g取)
【答案】450(2分);300(2分)
【解析】据题意,物体做自由落体运动,3s内下落高度为:,此过程重力做功为:
,3s末物体速度为:,此时重力顺时功率为:。
【考点】本题考查功和功率。
3.一台起重机将质量为1吨的货物由静止竖直吊起做匀加速运动,在2s末货物的速度为
4m/s.g=10m/s2,不计空气阻力,则起重机在2s末的输出功率为
A.8kW B.40kW C.48kW D.50 kW
【答案】C
【解析】货物的加速度为:,根据牛顿第二定律得:F-mg=ma,解得:
,则2s末的输出功率为:
.故C正确。
【考点】考查了功率的计算
4.如图所示,分别用恒力F
1、F
2
先后将一物体由静止开始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至顶端,
两次所用时间相同,第一次力F
1沿斜面向上,第二次力F
2
沿水平方向.则两个过程比较
A.接触面上因摩擦产生的热量相同B.物体的机械能增加量相同
C.F
1做的功与F
2
做的功相同
D.F
1做功的功率比F
2
做功的功率小
【答案】BD
【解析】两次过程物体对斜面的压力不同,故摩擦力大小不同,则产生的热量不相同,故A错误;物体末速度相同,又由于处于相同的高度,所以两物体机械能变化相同,故B正确;由图示分析
可知,第一个物体所受的摩擦力小于第二个物体所受的摩擦力,故两物体克服摩擦力做功不同,
重力做功相同,则做的功比做的少.故C错误;物体的运动情况相同,重力做功功率相同,
图中克服摩擦力做功的功率大,故做功的功率比做功的功率小,故D正确;
【考点】考查了功能关系,功和功率的计算
5.如图所示,一根轻杆两端有小球a、b,它们的质量分别是m和2m,杆可绕中心点O自由转动,使杆由水平位置无初速度释放,杆转至竖直位置的过程中()
A.b球的重力势能减少,动能增加,机械能守恒
B.杆对a球做正功
C.杆对b球做正功
D.整个系统的机械能守恒
【答案】BD
【解析】对小球a、b和轻杆组成的系统,在运动过程中系统只受重力,故系统的机械能守恒,
故D项正确;对a球,在运动过程中受重力和杆的弹力,而小球的重力势能和动能都在增加,即
小球的机械能增加了,根据功能关系可知,杆一定对a球做正功,故B项正确;对b球,在运动
过程中受重力和杆的弹力,由于a球、b球和杆组成的系统的机械能守恒,且a球的机械能增加,故b球的机械能减少,根据功能关系可知杆对b球做负功,故C项错误;对b球,由于系统的机
械能守恒,且a球的机械能增加,所以b球的机械能减少,故A项错误。
【考点】考查机械能守恒定律
6.(12分)汽车发动机的额定功率为60KW,汽车的质量为5×103kg,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车的重力的0.05倍,若汽车始终保持额定的功率不变,取g=10m/s2,则从静止启动后,求:
(1)汽车所能达到的最大速度是多大?
(2)当汽车的加速度为1m/s2时,速度是多大?
(3)如果汽车由启动到速度变为最大值后,马上关闭发动机,测得汽车已通过了624m的路程,求汽车从启动到停下来一共经过多长时间?
【答案】(1)24m/s (2)8m/s (3)98s
【解析】(1)汽车保持额定功率不变,那么随着速度v的增大,牵引力F
牵
变小,当牵引力大小
减至与阻力f大小相同时,物体速度v到达最大值v
m
.
(3)设由启动到速度最大历时为t
1,关闭发动机到停止历时t
2。
,代入相关数据,得:t
1
="50s"
由得:t
2
=48s
故总时间为:t
总=t
1
+t
2
=98s
【考点】功和功率、动能定理
7.如图所示,在皮带传送装置中,皮带把物体P匀速带至低处(物体与皮带相对静止),在此过程中,下述说法正确的()
A.支持力对物体做正功B.摩擦力对物体做正功
C.摩擦力对物体做做负功D.物体对皮带的摩擦力不做功。
【答案】C
【解析】支持力始终与速度方向垂直,支持力不做功,A错;摩擦力与速度方向相反,摩擦力做
负功,C对;BD错;
8.(14分)一质量m =" 500" t的机车,以恒定功率P =" 375" kW由静止出发,沿直线行驶了s
= 2250m速度达到最大值υ
m
=" 54" km/h。
若机车所受阻力f恒定不变,取重力加速度g =" 10"
m/s2,试求:
(1)机车受到阻力f的大小;(2)机车在这2250m内行驶所用的时间t。
【答案】(1)2.5×104 N.(2)t =" 300s"
【解析】(1)机车先做加速度不断减小、速度不断增大的变速运动。
当机车的速度达到最大时,有
F =" f" 2分
P = Fυ
m
2分
而υ
m
=" 54" km/h =" 15" m/s 1分
机车受到的阻力f = = N = 2.5×104 N. 1分
(2)机车在这2250m内,牵引力F为变力且做正功,阻力f做负功,重力、支持力不做功.
牵引力做的功 W
F
= Pt 2分
阻力做的功 W
f
= – fs 2分
根据动能定理有 W
F -W
f
= mυ-0 3分
代入数据,解得 t = 300s 1分
本题考查机车启动规律的应用,当牵引力等于阻力时速度最大,此时输出功率为额定功率,在汽车便加速直线运动过程中可由W=Pt求牵引力做功,再由动能定理求运动时间
9.(13分)如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机。
在起重机将质量m=5×103 kg的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上做匀加速直线运动,加速度a=0.2 m/s2,当起重机输出功率达到其允许的最大值时,保持该功率直到重物做v
m
=1.02 m/s的匀速运动。
取g=10 m/s2,不计额外功。
求:
(1)起重机允许输出的最大功率;
(2)重物做匀加速运动所经历的时间;
(3)起重机在第2秒末的输出功率。
【答案】(1) 5.1×104 W(2) t
1
=5 s(3)P=2.04×104 W
【解析】(1)设起重机允许输出的最大功率为P
0,重物达到最大速度时,拉力F
等于重力。
P
0=F
v
m
…………(1分)
F
=mg …………(1分)
代入数据,有:P
0=mgv
m
=5.1×104 W …………(2分)
(2)匀加速运动结束时,起重机达到允许输出的最大功率,设此时重物受到的拉力为F,速度为v
1
,
匀加速运动经历时间为t
1
,有:
P
0=Fv
1
…………(1分)
F-mg=ma …………(1分)
v 1=at
1
…………(1分)
由③④⑤⑥,代入数据,得:t
1
=5 s…………(2分)
(3)可知t=2 s时,重物处于匀加速运动阶段,…………(1分)
设此时速度为v
2
,输出功率为P,则
v
2
=at …………(1分)
P=Fv
2
…………(1分)
由⑤⑧⑨,代入数据,得:P=2.04×104W…………(1分)
本题考查机车启动问题,当牵引力等于重力时开始匀速运动,当输出动率等于最大功率时,匀加速阶段达到最大速度,由v=at可求得运动时间
10.质量为5t的汽车在水平路面上由静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速直线运动,所受的阻力为1.0×103N,汽车起动后第1s末发动机的瞬时功率为(已知前1s汽车一直做匀加速运动)()
A.1.0×104W B.1.1×104W C.2.0×104W D.2.2×104W
【答案】D
【解析】根据牛顿第二定律,F-F′=ma
F=F′+ma=1.0×103 N+5 000×2 N=1.1×104 N
第1 s末的速度v
2
="at=2×1" m/s="2" m/s
第1 s末发动机的瞬时功率P=Fv=2.2×104 W="22" kW,D对;
11.质量为5t的汽车,在水平路面上由静止开始做加速度为2m/s2的匀加速直线运动,所受阻力是1000N,汽车在启动后第1s末牵引力的瞬时功率
A.2 kW B.11 kW C.20 kW D.22 kW
【答案】D
【解析】第1s末瞬时速度为2m/s,由第1s末牵引力的瞬时功率
P="Fv=22" kW,D 对;
12.如图2-2-11所示,用100 N的力拉一个质量为10kg的物体在水平地面上前进,物体与水平面间动摩擦因数μ=0.5,物体运动了2s,则物体的加速度为_____m/s,在此过程中拉力F做的
功W
1=______J,重力G做的功W
2
=_______J,物体克服阻力做功W
3
=_______J,2s过程中拉
力的平均功率_______W,2s末拉力的瞬时功率_______W
【答案】6 960 0 -240 480 960
【解析】分子物体受力情况有,可求得加速度,在2s内物体位移为s=at2/2,=12m,由W,重力始终与速度垂直,重力不做功,物体克服摩擦力做功为240J,拉力的平均功率P=W1/t=480W,2s末拉力的瞬时功率P=Fv=960W
13.质量m = 3kg的物体,在水平力F = 6N的作用下,在光滑水平面上从静止开始运动,运动时间t = 3s,试求:
(1)力F在t = 3s内对物体所做的功;
(2)力F在t = 3s内对物体做功的平均功率;
(3)在3s末力F对物体做功的瞬时功率.
【答案】(1)(2)(3)
【解析】体在水平力F的作用下,在光滑水平面上做初速度为零的匀加速直线运动,
根据牛顿第二定律,可求出加速度
则物体在3 s末的速度
物体在3 s内的位移
(1)力F做的功
(2)力F在3 s内的平均功率
(3)3 s末力F的瞬时功率
本题考查的是求力的功和功率的问题。
功等于力和力的方向上的位移的乘积。
瞬时功率,平均功率。
14.质量为2kg的物体沿倾角为300的斜面由静止开始下滑,1秒内下滑了2m,则其重力势能改变了________J,1秒末重力的瞬时功率为________w。
(g=10m/s2)
【答案】20J 40W
【解析】本题考查的是斜面上的重力做功和功率问题。
重力势能的改变等于重力做的功:,
1秒末重力的瞬时功率为:
15.一位同学将一本掉在地板上物理教科书慢慢捡回到课桌上,重力加速度g=10m/s2,则该同学对教科书做功大约为
A.0.02J B.0.2J C.2J D.20J
【答案】C
【解析】一本物理教科书的质量约为0.2Kg,一张桌子的高度约为1.2m,克服重力做功为
mgh=2.4J,C对;
16.质量为2Kg的物体沿倾角为300的斜面下滑,1秒内下滑了2m,则其重力势能改变了
______。
1秒末重力的瞬时功率为______。
【答案】20J 40W
【解析】重力势能减小mgh=mgssinθ=20J,此时速度为v=at=gtsinθ,重力瞬时功率为
P=mgvsinθ=40W
17.在光滑水平面上,物体受两个相互垂直的大小分别为F
1="3" N和F
2
="4" N 的恒力,其合力在
水平方向上,物体从静止开始沿合力方向运动了10 m,则合力做功为_______J
【答案】50J
【解析】所以
18.如图所示.两个物体与水平地面的动摩擦因数相等,它们的质量也相等在左图用力F
1
拉物
体.在右图用力F
2推物体.F
1
与F
2
跟水平面的夹角均为α。
两个物体都做匀速直线运动,通过相
同的位移。
设F
1和F
2
对物体所做的功为W
1
和W
2
.物体克服摩擦力做的功为W
1
/和W
2
/。
下面表
示中正确的是()
A.W
1=W
2
、 W
1
‘=W
2
’B.W
1
<W
2
W
1
‘<W
2
’
C.W
1>W
2
W
1
‘<W
2
’D.W
1
<W
2
、 W
1
‘>W
2
’
【答案】B
【解析】因为两物体都做匀速直线运动,拉力做功等于克服阻力做功,,左边图中阻力较小,克服阻力做功较小,B对;
19.下面列举的哪几种情况下所做的功是零()
A.卫星做匀速圆周运动,地球引力对卫星做的功
B.平抛运动中,重力对物体做的功
C.举重运动员,扛着杠铃在头上的上方停留10s,运动员对杠铃做的功
D .木块在粗糙水平面上滑动,支持力对木块做的功
【答案】ACD
【解析】当力始终与速度垂直时,力做功为零,或力与位移垂直时,所做功为零,ACD 对;
20. 卡车在平直公路上从静止开始加速行驶,经时间t 前进距离s ,速度达到最大值v m 。
设此过程中发动机功率恒为P ,卡车所受阻力为f ,则这段时间内,发动机所做的功为( ) A .Pt B .fs C .Pt+fs D .fv m t
【答案】AD
【解析】当发动机输出功率恒定时可有W=Pt 求发动机做的功,有P=Fv=fvm ,故AD 对;
21. 同一恒力按同样方式施于物体上,使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平抛面移动相同一段距离时,恒力的功和平均功率分别为、和、,则二者的关系是( )
A .、
B .、
C .、
D .、
【答案】B
【解析】由W=FS 可知、粗糙水平面运动时间长,由P=W/t 可知,B 对;
22. 倾角为θ=37。
o
的斜面上有一个质量为m=1kg 的物体,现使斜面在水平方向上以速度v=1m/s 向左做匀速直线运动,已知物体与斜面始终保持相对静止,如图所示,试求: (1)物体通过位移5m 的过程中,斜面的支持力和摩擦力F f 对物体所做的功.
(2)摩擦力的功率.
【答案】(1)F N = 8N (2)-24J 【解析】(1)由平衡条件可得: (2)由p=FVcosa 可得: F N = mgcosθ
摩擦力的功率为: f = mgsinθ
p = 4.8w
带入数据得:F N = 8N f = 6N
再由w="FScosa" 易得: W FN = 24J W f =" -24J"
23. 关于功是否为矢量,下列说法正确的是 A .因为功有正功和负功,所以功是矢量 B .因为功没有方向性,所以功是标量 C .力和位移都是矢量,功也一定是矢量
D .力是矢量,功也是矢量
【答案】B
【解析】本题考查对功的理解,功是标量但有正负;所以B正确。
24.下列几种情况下力F都对物体做了功:()
①水平推力F推着质量为m的物体在光滑水平面上前进了s
②水平推力F推着质量为2m的物体在粗糙水平面上前进了s
③沿倾角为θ的光滑斜面的推力F将质量为m的物体向上推了s。
下列说法中正确的:
A.③做功最多B.②做功最多
C.①、②、③做功都相等D.不能确定
【答案】C
【解析】①中的情况做功,②中情况做功③中情况做功,所以三种情况做功是一样的,选C。
25.跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内,下列说法中正确的是:()A.空气阻力做正功B.重力势能减小C.动能增加D.空气阻力做负功
【答案】BCD
【解析】在降落伞还未打开时,空气阻力向上,位移向下,所以做负功,A错误D正确。
下落过程中,重力做正功,重力势能减小,B正确。
动能增加C正确。
26.一辆汽车沿一略微倾斜的坡路运动,若保持发动机的功率不变,它能以v
1
的速度匀速上坡,
能以v
2
的速度匀速下坡,则它仍以此功率在相同粗糙程度的水平路面上匀速运动的最大速度为( )
A.B.(v1+v2)/2
C.2v
1v
2
/(v
1
+v
2
)D.v
1
v
2
/(v
1
-v
2
)
【答案】C
【解析】设上坡时的牵引力为,重力沿斜面向下的分力为,摩擦力为f,则,
下坡时的牵引力为,则,由两式得,因为上下坡时坡度非常小,所以上下坡的摩擦力和相同粗糙程度的水平面上的摩擦力相同,则当在水平路面上匀速行驶时,摩擦力等于牵引力,,又知道,,代入得,所以选C
27.如图所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下,然后在水平面上前进至B点停下。
已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数都为μ,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m.。
A、B两点间的水平距离为L。
在滑雪者经过AB段运动的过程中,克服摩擦力做的功()
A.大于μmgL
B.等于μmgL
C.小于μmgL
D.以上三种情况都有可能
【答案】B
【解析】摩擦力做功和物体的运动路径有关,滑雪者实际走过的路程为L,所以克服摩擦力做功等于,B正确。
28.粗糙水平面上,用绳子系一小球做半径为R的圆周运动,小球质量为m,与桌面间的动摩擦因数为μ,则小球经过1/4圆周的时间内( )
A.绳子的拉力对球不做功B.绳子的拉力对球做功πRF/2
C.重力和支持力不做功D.摩擦力对物体做功μmgRπ/2
【答案】AC
【解析】在小球转动过程中,绳子的拉力时刻与球的运动方向垂直,所以绳子的拉力对小球不做功,A正确B错误,同理重力和支持力也不做功,所以C正确。
摩擦力做负功,根路径有关,当
小球经过四分之一圆周时,摩擦力做功,所以D错误。
29.关于功率,下列说法中正确的是: ( )
A.功率是说明做功多少的物理量
B.功率是说明力做功快慢的物理量
C.做功时间越长,功率一定小
D.力做功越多,功率一定大
【答案】B
【解析】功率是表示做功快慢的物理量,功率的大小P=W/t,与功W和时间都有关系,CD错;
30.一人乘电梯从1楼到20楼,在此过程中经历了先加速、后匀速、再减速的运动过程,则电梯支持力对人做功情况是
A.加速时做正功,匀速时不做功,减速时做负功
B.加速时做正功,匀速和减速时做负功
C.加速和匀速时做正功,减速时做负
D.始终做正功
【答案】D
【解析】电梯对人的支持力方向向上,无论是加速、匀速、减速过程中位移都是向上的,力与位移的方向一致,所以电梯支持力对人始终做正功,D对,ABC错。
31.在粗糙水平面上运动着的物体,从A点开始在水平拉力F作用下做直线运动到B点,物体经过A、B点时的速度大小相等。
则在此过程中()
A.拉力的方向一定始终与滑动摩擦力方向相反
B.物体的运动一定不是匀速直线运动
C.拉力与滑动摩擦力做的总功一定不为零
D.拉力与滑动摩擦力的合力一定始终不为零
【答案】A
【解析】由于物体在AB两点速度大小相等,动能变化量为零,由动能定理可知力F做正功,摩擦力做负功,两功大小相等,物体要么做匀速运动,要么做变速运动,力F与位移相同,摩擦力方向与位移相反,A对;B错;CD错;
32.下列说法中正确的是
A.重力对物体做正功,物体的重力势能一定增加
B.物体运动时,重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关,而跟物体运动的路径无关C.动能不但有大小,而且有方向
D.合外力对物体所做的功,等于物体动能的减少量
【答案】B
【解析】重力对物体做正功,物体的重力势能一定减小,A错;动能是标量只有大小,没有方向,C错;当合外力做正功时,合外力对物体做的功等于动能的增加量,D错;
33.如图所示,用水平力向右推斜面,使斜面与质量为的物块一块向右做匀速直线运动。
经过
一段位移L,在此过程中,斜面对物块的摩擦力做的功为
A.B.C.D.0
【答案】C
【解析】以物块为研究对象进行受力分析,物体所受摩擦力为mgsinθ,方向沿斜面向上所以摩擦
力做功为-fs=-mgsinθ×Lcosθ,C对;
34.质量为m的物体静止在光滑水平面上,从t = 0时刻开始受到水平拉力的作用.力的大小F与时间t的关系如图所示,力的方向保持不变,则()
A.t
时刻的瞬时速度为
这段时间内拉力做功为
B.在t = 0到t
C.时刻拉力的瞬时功率为
D.在t = 0到这段时间内,拉力的平均功率为
【答案】D
【解析】由动量定理,A错;在t = 0到t0这段时间内拉力做功为,B错;
时刻物体的速度为,此时拉力的瞬时功率为,
C错;D对;
35.关于功率,下列说法中正确的是
A.根据P = 可知,机器做功越多,其功率越大
B.根据P = F·V可知,汽车的牵引力一定与其速率成反比
C.根据P = 可知,只要知道时间t内机器所做的功,就可以求得这段时间内任一时刻机器做
功的功率
D.根据P = F·V可知,发动机的功率一定时,交通工具的牵引力与运动速度成反比
【答案】D
【解析】功率的大小还与时间有关,A错;根据P = F·V可知,汽车的牵引力一定与其速率成反比,需要发动机的功率一定,B错D对;根据P = 可知,只要知道时间t内机器所做的功,只
能求这段时间内机器做功的功率,C错。
36.一个25kg的小孩从高度为3.0m的滑梯顶端由静止开始滑下,滑到底端时的速度为2.0m/s.取g=10m/s2,关于力对小孩做的功,以下结果正确的是
A.阻力做功500J B.合外力做功50J
C.重力做功500J D.支持力做功50J
【答案】B
【解析】根据动能定理,阻力做功为,A错误;合外力对物体所做的功等于动能的变化,有:,B正确;重力做功,C错误;支持力与位移垂直,做功为零,D错误。
37.关于功率,下列说法正确的是()
A.功率是说明力做功多少的物理量 B功率是说明力做功快慢物理量
C.力做功越多,则功率越大 D 力做功越快则功率越大
【答案】BD
【解析】功是说明力做功多少的物理量,功率是描述力做功快慢的物理量,A、C错误、B、D正确。
38.当汽车沿水平直路以60km/h的速率匀速运动时,发动机的输出功率为P
1
,若汽车所受阻力
与速度的平方成反比,则当汽车以90km/h的速率匀速运动时,发动机的输出功率P
2=_____P
1
.
【答案】
【解析】根据题意,,则,有,
39.质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放,落在地面后撞出一个深度为h的坑,如图所示,在此过程中()
A.重力对物体做功为mgH B.物体的重力势能减少了mg(H+h)
C.外力对物体做的总功为零D.地面对物体的平均阻力为mg(H+h)/h
【答案】BCD
【解析】A、根据重力做功的公式可知:W
G
=mg△h=mg(H+h).故A错误,B正确.
C、对整个过程运用动能定理得:W总=△E
K
=0,故C正确.
D、对整个过程运用动能定理得:W总=W
G +(-fh)=△E
K
=0
f=,故D正确.
故选BCD.
40.如图所示,a、b、c三个相同的小球,a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑,同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛,最后都落在同一水平面上.下列说法正确的有()
A.重力做功相等B.运动过程中重力的平均功率相等
C.它们的末动能相同D.它们落地时重力的瞬时功率不相等
【答案】AD
【解析】分析:a做的是匀变速直线运动,b是自由落体运动,c是平抛运动,根据它们各自的运动的特点可以分析运动的时间和末速度的情况,由功率的公式可以得出结论.
解答:解:A、a、b、c三个小球的初位置相同,它们的末位置也相同,由于重力做功只与物体的初末位置有关,所以三个球的重力做功相等,所以A正确.
B、由A的分析可知,三个球的重力做功相等,但是三个球得运动的时间并不相同,其中bc的时间相同,a的运动的时间要比bc的长,所以a的平均功率最小,所以运动过程中重力的平均功率不相等,所以B错误.
C、由动能定理可知,三个球的重力做功相等,它们的动能的变化相同,但是c是平抛的,所以c 有初速度,故c的末动能要大,所以C错误.
D、三个球的重力相等,但是它们的竖直方向上的末速度不同,所以瞬时功率不可能相等,所以
D正确.
故选AD.
41.如图,传送带与地面倾角θ=30°,AB长度为,传送带以的速率逆时针转动.在传递带上端A无初速度地放上一个质量为的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为
,取,则
(1)从物体开始运动至物体刚与传送带达到共同速度这一过程中,传送带的摩擦力对物体做了多少功?
(2)物体从与传送带达到共同速度的瞬间至滑到B端的过程中,传送带的摩擦力对物体又做了多少功?
【答案】(1)物体放上传送带后,受到传送带的沿斜面向下的滑动摩擦力,以做匀加速直线运动,直至与传送带速度相等.设这一过程所需的时间为,物体下滑的位移为,则
由牛顿第二定律,有 1
由运动学公式,有 2
3
代入数据,解得
滑动摩擦力对物体做正功
(2)物体与传送带达到共同速度后,因为,物体将与传送带保持相对静止,以匀速下滑,设再经时间物体滑至B端,
故由A到B 的时间摩擦力对物体做负功
【解析】略
42.起重机的钢索将重物由地面沿竖直方向吊在空中某个高度,其速度一时间图象如图甲所示,
则钢索对重物的拉力的功率随时间变化的图象可能是图乙中的()
【答案】B
【解析】0—t1这段时间物体做匀加速直线运动,拉力大于重力,P=FV,拉力恒定,则功率与速度成正比,t1—t2这段时间物体做匀速运动,拉力等于重力,此时功率P=FV=GV,所以功率恒定,且减小,t2—t3这段时间物体做匀减速直线运动,拉力小于重力,功率P=FV,随速度均匀
减小,且t2时刻功率突变(减小),故B正确
故选B
43.在光滑的水平面上放着可以看做质点的物体A和小车B,如图所示,小车长L=2m,M=4kg,A的质量m=1kg,μAB=0.2,加在小车上的力(1)F=5N,(2)F=12N,求在这两种情况下,在2s时间内F对车做功是多少?摩擦力对A做功多少?(g取10m/s2)
【答案】8J
【解析】分别对A和B受力分析,如图:
fm=f=μmg=2N
∵二者有共同加速度a
∴f=ma①
F-f=Ma②
当F=5N时,得a=1m/s2, f=1N
F对车做功WF=F·s=10J
摩擦力对A做功Wf="f·s=2J "
当F=12N时,代入①②得a=2.4m/s2,f=2.4N
根据已知条件A、B之间的最大静摩擦力近似认为等于滑动摩擦力即
fm=μmg=2N因为f>fm
所以当F=12N时,A、B出现相对滑动,
∴A、B相对运动距离是1m,即A相对B向后打滑1m,
给定车长为2m,所以2s时A仍在车上.
F对车做功 WF=F·SB=60J
摩擦力对A做功 Wf=f·SA=8J
44.某人用力将一质量为m的物体从离地面高为h的地方竖直上抛,上升的最大高度为H(相对于抛出点),设抛出时初速度为v0,落地时速度为vt,那么此人在抛出物体过程中对物体所做功为()
A.mgH B.mgh C.D.
【答案】ACD
【解析】分析:根据已知量,对不同过程应用动能定理进行分析,即可得出人对物体所做的功.
解答:解:在人推于的过程中,由动能定理可得:W=mv
2;故D正确;
对全过程分析可知:在球运动的过程中,球受人的抛出力做功,重力做功;且已知初动能和末动
能,由动能定理可得:W+mgh=mv
t 2-0:解得人对球所做的功:W=mv
t
2-mgh;故C正确;
对于从开始抛到最高点由动能定理可得:W-mgH=0,故W=mgH,故A正确;。