高中力学经典题型求以下各力的功:水平拉着物块绕着半径为R的圆形操场一圈,物块与地面动摩擦因数为μ,质量为m,则此过程中,物块克服摩擦力做功为________________.子弹水平射入木块,在射穿前的某时刻,子弹进入木块深度为d,木块位移为s,设子弹与木块相互作用力大小为f,则此过程中木块对子弹做功W f子=________________;子弹对木块做功W f木=________________;一对作用力与反作用力f对系统做功W f系=________________;如图所示,用竖直向下的力F通过定滑轮拉质量为m的木块,从位置A拉到位置B. 在两个位置上拉物体的绳与水平方向的夹角分别为α和β. 设滑轮距地面高为h,在此过程中恒力F所做的功为____________。
如图所示,某人通过定滑轮拉住一个重力等于G的物体使物体缓慢上升,这时人从A 点走到B点,前进的距离为s,绳子的方向由竖直方向变为与水平方向成θ角。
若不计各种阻力,在这个过程中,人的拉力所做的功等于__________。
2.一质量为4.0×103kg的汽车从静止开始以加速度a= 0.5m/s2做匀加速直线运动,其发动机的额定功率P = 60kW,汽车所受阻力为车重的0.1倍,g = 10m/s2,求(1)启动后2s末发动机的输出功率(2)匀加速直线运动所能维持的时间(3)汽车所能达到的最大速度3.一物体以初速度v0从倾角为α的斜面底端冲上斜面,到达某一高度后又返回,回到斜面底端的速度为v t,则斜面与物体间的摩擦系数为____________。
4.质量为m的滑块与倾角为θ的斜面间的动摩擦因数为μ,μ<tgθ。
斜面底端有一个和斜面垂直放置的弹性挡板,滑块滑到底端与它碰撞时没有机械能损失,如图所示,若滑块从斜面上高度为h处以速度v0开始沿斜面下滑,设斜面足够长,求:(1)滑块最终停在何处?(2)滑块在斜面上滑行的总路程是多少?5.长为L的细线的一端系一质量为m的小球,另一端固定在O点,细线可承受的最大拉力为7mg。
将小球拉起,并在水平位置处释放,小球运动到O点的正下方时,悬线碰到一钉子。
求:(1)钉子与O点的距离为多少时,小球刚好能通过圆周的最高点?(2)钉子与O点的距离为多少时,小球能通过圆周的最高点?6.质量为m的小球被系在轻绳一端,在竖直平面内做半径为R的圆周运动,运动过程中小球受到空气阻力的作用。
设某一时刻小球通过轨道的最低点,此时绳子的张力为7mg,此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰能通过最高点,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为A.mgR/4 B.mgR/3C.mgR/2D.mgR7.如图所示,电动机带动绷紧的传送皮带,始终保持v0=2m/s的速度运行。
传送带与水平面的夹角为300。
先把质量为m=10㎏的工件轻放在皮带的底端,经一段时间后,工件被传送到高h=2m的平台上。
则在传送过程中产生的内能是______J,电动机增加消耗的电能是_____J。
(已知工件与传送带之间的动摩擦因数μ=,不计其他损耗,取g=10m/s2)8.质量均为m的物体A和B分别系在一根不计质量的细绳两端,绳子跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的定滑轮上,斜面固定在水平地面上,开始时把物体B拉到斜面底端,这时物体A离地面的高度为0.8米,如图所示.若摩擦力均不计,从静止开始放手让它们运动。
求:(1)物体A着地时的速度;(2)物体A着地后物体B沿斜面上滑的最大距离。
9.如图,质量为m1的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体B相连,弹簧的劲度系数为k,A、B都处于静止状态。
一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连物体A,另一端连一轻挂钩。
开始时各段绳都处于伸直状态,A上方的一段绳沿竖直方向。
现在挂钩上挂一质量为m3的物体C并从静止状态释放,已知它恰好能使B离开地面但不继续上升。
若将C换成另一个质量为(m1+m3)的物体D,仍从上述初始位置由静止状态释放,则这次B刚离地面时D的速度的大小是多少?已知重力加速度为g。
10、质量M的卡车,其后的拖车质量m,在平直的公路上匀速行驶,某时刻拖车脱钩而机车的牵引力没变,从拖车脱钩到驾驶员发现,前面的卡车前进了L,司机发现后立即关闭发动机,已知路面对卡车和拖车的动摩擦因数相同,那么到两部分车都停下来时,它们之间的距离为多少?11.大小不变的力F按如图所示的四种方式作用在物体上,使物体前进了s,其中力F 做功最少的是()12.如图所示,小物块位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平地面上。
从地面上看,在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力()A.垂直于接触面,做功为零B.垂直于接触面,做功不为零C.不垂直于接触面,做功为零D.不垂直接触面,做功不为零13.如图所示,物块右端有一个质量不计的滑轮,细绳的一端系在墙上B点,另一端绕过滑轮受到恒力F的作用,力F跟水平面夹角为θ,跟B点相连的细绳处于水平。
在力F 作用下,物块沿水平方向移动s的过程中,恒力F做功大小是____________。
14.某物体在合外力F的作用下做初速度为零的直线运动,合外力F随位移S变化的图象如图所示,则在位移为______m处,物体的动能最大,最大动能为_________J。
15.如图所示,两个底面积分别为2S和S的圆桶,放在同一水平面上,桶内部装水,水面高分别是H和h。
现把连接两桶的闸门打开,最后两水桶中水面高度相等。
设水的密度为ρ,问这一过程中重力做的功是多少?16.由三个质量相等的小球a、b、c,以相同的速度从同一高度,分别沿竖直向上、水平和竖直向下抛出。
则从抛出到落地前一瞬间,重力做功的关系_____________,重力的平均功率关系为______________;落地时球的动能________________,速度________________,重力的瞬时功率关系为________________。
17.木块m沿着倾角为θ的光滑斜面从静止开始下滑,当下降的高度为h时,重力的瞬时功率为A.B.C.D.18.一辆汽车的质量为10t,在水平路面上行驶时发动机的功率和阻力都不变。
若汽车以5m/s的速度行驶时,加速度为0.75m/s2;速度为10m/s时,加速度为0.25m/s2。
由此可知,发动机的功率为________kW,阻力为________N,汽车能达到的最大时速为________m/s。
19.质量为m的汽车在倾角为θ的斜坡上匀速行驶,上坡时的速度为v1,下坡时的速度为v2。
设汽车所受摩擦阻力的大小不变,且上下坡时汽车的功率相等。
则汽车的功率是____________。
20.人的心脏每跳一次大约输送8×10-5m3的血液,正常人血压(可看作心脏压送血液的压强)的平均值约为1.5×104Pa,心跳约每分钟70次。
据此估测心脏工作的平均功率约为________W。
21.跳绳是一种健身运动。
设某运动员的质量是50kg,他一分钟跳绳180次。
假定在每次跳跃中,脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的2/5,则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是________W。
(g取10m/s2)22.某地强风的风速v=20 m/s,设空气密度=1.3 kg/m3,如果把通过横截面积为S=20m2的风的动能全部转化为电能,则利用上述已知量计算电功率的公式应为P=_____________.大小约为_____________W.(取一位有效数字)23.子弹穿过一块木板后速度减小了八分之一,穿过这块木板后还能打穿同样的木板________块。
24.以10m/s的初速度竖直向上抛出一个质量为0.5kg的物体,它上升的最大高度为4m。
设空气对物体的阻力大小不变,则物体落回抛出点时的动能为________J。
25.物体在水平恒力作用下,在水平面上由静止开始运动。
当位移s时撤去F,物体继续再前进3s后停止运动。
若路面情况相同,则物体的摩擦力和最大动能是:A.f=F/3,E kmax=4Fs B.f=F/3,E kmax=FsC.f=F/4,E kmax=Fs/3D.f=F/4,E kmax=3Fs/426.如图物体在离斜面底端4m处由静止开始滑下,若动摩擦因数均为0.5,斜面倾角370,斜面与平面间通过一小段光滑圆弧连接,求物体能在水平面滑行多远?27.如图所示,小滑块沿光滑曲面自高度为h处由静止开始下滑,经过摩擦系数恒定的水平面AB后再滑上另一光滑曲面,C是AB的中点,如果滑块经过A、C两点的速率之比为4:3,则滑块滑上另一曲面的最大高度是________。
28.如图所示,轻质长绳水平地跨在相距2l的两个小定滑轮A、B上,质量为m的物块悬挂在绳上O点,O点与A、B两滑轮的距离相等。
在轻绳两端C、D分别施加竖直向下的恒力F=mg。
先托住物块,使绳处于水平拉直状态,静止释放物块,在物块下落过程中,保持C、D两端的拉力F不变。
(1) 当物块下落距离h为多大时,物块的加速度为零?(2) 在物块下落上述距离的过程中,克服C端恒力F做功W为多少?(3) 求物块下落过程中的最大速度v m和最大距离H。
1.1、(1)W1=Fs;W2=mgl(1-cosθ);W3=Flsinθ;2πRμmg;(2)Wf子=-f(s+d)、Wf木=fs、Wf系=-fd(3)Fh()(3) 2、(1)6000W;(2)20s;(3)15m/s;解析:汽车以恒定加速度启动,牵引力恒定,阻力(1)根据牛顿第二定律(2)实际功率等于额定功率时匀加速运动结束,速度(3)当牵引力等于阻力时速度达到最大3、解析:设物体的质量为m,上升的最大高度为h。
物体在沿斜面上滑的过程中,重力和摩擦力都做负功,由动能定理,有-mgh-μmgcosα=0- mv物体在从最高点沿斜面下滑的过程中,重力做正功,摩擦力做负功,则mgh-μmgcosα= mv -0还可以研究物体从上到下的整个过程,重力做功为零,摩擦力一直做负功,则-2μmgcosα= mv - mv以上三个方程联立其中任意两个即可解得:4、(1)滑块停在距挡板;(2)(1)当物体静止时,做受力分析图,垂直斜面:N=mgcosθf=μmgcosθ<mgtgθ·cosθ=mgsinθ平行斜面:∑F=mgsinθ-f>0即物体不能静止于斜面上,∴滑块最终停在档板处。
(2)设滑块在斜面上滑行的总路程为s,由动能定理,即:解得:5、(1)3l/5 (2)解析:(1)小球自由下落到最低点的过程,以最低点为零势能点,由机械能守恒定律:在D点,小球恰好通过最高点,重力提供向心力由牛顿第二定律:从C至D的过程,由机械能守恒定律:钉子与O点的距离为:(2)在C点,绳子刚好不断, 在最低点速度一定的情况下,能提供的最大合外力对应的半径是最小半径。