2019人教版必修第二册第八章1第1课时功同步练习(word版含答案)

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名称 2019人教版必修第二册第八章1第1课时功同步练习(word版含答案)
格式 docx
文件大小 1.1MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-21 04:18:59

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2019人教版必修第二册 第八章 1 第1课时 功 同步练习
一、多选题
1.沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用,其下滑的速度-时间图像如图所示,已知斜面的倾角为37°,物体的质量为1kg,物体与斜面之间的动摩擦因数为0.5,取重力加速度为g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则( )
A.在0~5 s内拉力F的大小为1.8 N
B.在5 s~10 s内拉力F的大小为10 N
C.斜面的长度可能为5 m
D.在10 s~15 s内拉力F做的功为-5.5 J
2.如图所示,光滑的斜面体放在水平面上,用固定在斜面上的竖直板挡住一个光滑球,当整个装置沿水平面以速度v向左匀速运动时,下列说法正确的是(  )
A.斜面对球的弹力做正功
B.挡板对球的弹力不做功
C.斜面对球的弹力做负功
D.球受到的合力不做功
3.2010年12月18日凌晨4时20分,以“金牌火箭”著称的“长征三号甲”运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空。火箭飞行832.1s后,成功将第七颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道,圆满完成任务。本次发射的第七颗北斗导航卫星是我国今年连续发射的第五颗北斗导航系统组网卫星,卫星的转移轨道为一椭圆,如图所示,地球的球心位于该椭圆的一个焦点上,A、B两点分别是卫星转移轨道上的近地点和远地点。若A点在地面附近,且卫星所受阻力可以忽略不计,则(  )
A.运动到B点时其速率可能等于7.9km/s
B.卫星由A运动到B万有引力做负功
C.若要卫星从转移轨道变到同步轨道上做匀速圆周运动,需在B点加速
D.若要卫星从转移轨道变到同步轨道上做匀速圆周运动,需在A点加速
二、单选题
4.以下物理量是矢量的是(  )
A.速率 B.电流 C.功 D.磁感应强度
5.关于力对物体做功.如下说法正确的是( )
A.滑动摩擦力对物体一定做负功
B.静摩擦力对物体可能做正功
C.作用力的功与反作用力的功其代数和一定为零
D.合外力做的功可能不等于各分力对物体做的功的代数和
6.如图所示,起重机吊着一物体正在加速上升,在这一过程中,下列说法正确的是(  )
A.重力做正功 B.拉力做负功 C.合力做负功 D.合力做正功
7.如图所示,光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型,最低点B处的入、出口靠近但相互错开,C是半径为R的圆形轨道的最高点,BD部分水平,末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接,传送带以恒定速度v逆时针转动,现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放,滑块能通过C点后再经D点滑上传送带,则( )
A.固定位置A到B点的竖直高度可能为2.4R
B.滑块不可能重新回到出发点A处
C.传送带速度v越大,滑块与传送带摩擦产生的热量越多
D.滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关
8.如图所示,一个物块在与水平方向成角的恒定推力F的作用下,沿水平面向右运动一段距离。在此过程中,恒力F对物块所做的功为(  )
A. B. C. D.
9.如图所示,足够长的水平传送带以恒定的速度v0匀速向右运动.某时刻在其左端无初速地放上一个质量为m的物体,经一段时间物体的速度达到v0,这个过程因物体与传送带间的摩擦而产生的热量为Q1;物体继续加速,再经一段时间速度增加到v0,这个过程中产生的热量为Q2.则Q1∶Q2为( )
A.3∶1 B.1∶3 C.1∶1 D.1∶2
10.关于作用力与反作用力的做功问题,以下说法中正确的是( )
A.若作用力做了功,则反作用力必然也做功
B.若作用力做正功,则反作用力必然做负功
C.作用力和反作用力做功在数值上可以不相等
D.仅根据作用力的做功情况就能够判断出反作用力的做功情况
11.如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面相切,一个质量为m()的小球从弧形槽h高处由静止开始下滑,不计空气阻力,下列说法正确的是(  )
A.在下滑过程中弧形槽对小球的弹力始终不做功
B.在小球压缩弹簧的过程中小球的机械能守恒
C.小球离开弹簧后,小球和弧形槽组成的系统机械能守恒,但小球不能回到弧形槽h高处
D.在整个过程中,小球、弧形槽和弹簧组成的系统机械能守恒,在下滑过程中弧形槽和小球动量守恒
12.北京奥运会闭幕式演出中出现了一种新型弹跳鞋叫弹跳跷(如图所示)。在表演过程中,一名质量m的演员穿着这种鞋从距地面H高处由静止落下,与水平地面撞击后反弹上升到距地面h高处。假设弹跳鞋对演员的作用力类似于弹簧的弹力,演员和弹跳鞋始终在竖直方向运动,不考虑空气阻力的影响。则该演员(  )
A.弹跳跷离开地面时速度最大
B.弹跳跷下落时一接触地面,演员就减速
C.弹跳跷在与地面接触的过程中对演员不做功
D.在向下运动的过程中出现过超重现象
13.如图所示,质量相等的两物体A、B处于同一高度,A自由下落,B沿固定在地面上的光滑斜面从静止开始下滑,最后到达同一水平面,则( )
A.重力对两物体做功不同
B.重力的平均功率相同
C.到达底端时重力的瞬时功率PA大于PB
D.到达底端时重力的瞬时功率PA等于PB
14.如图所示,质量为m的小球用长为l的细线悬挂而静止在竖直位置,现用水平拉力F将小球缓慢拉至如图所示位置,细线与竖直方向成α角,此后撤去拉力F,小球再次到达竖直位置,下列说法正确的是( )
A.整个过程中,拉力F做功为Flsinα
B.上升过程中,重力做功为-mgl(1-cosα)
C.整个过程中,细绳拉力做功为mgl(1-cosα)
D.下摆过程中,小球速度逐渐增大,细绳拉力做功逐渐增大
15.从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的三个小球,一个竖直上抛,一个竖直下抛,另一个水平抛出,最终落到同一水平面上.则它们在空中运动的过程中
A.运动的位移相同
B.落地时的速度相同
C.重力做功相同
D.重力的平均功率相同
16.近年来,随着电梯的出现,给人们的生活与工作带来了很多的便利。某单元的电梯轿厢在从顶楼向下运动过程中,速度v随时间t变化的图像如图所示,下列说法中正确的是 (  )
A.在 0~t1时间内,钢丝绳对轿厢的拉力做正功
B.在 0~t1时间内,轿厢对人的支持力先增大后减小
C.在 t2~t3时间内,轿厢处于失重状态
D.在 t2~t3时间内,钢丝绳对轿厢的拉力先增大后减小
17.如图甲所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v-t图象(以地面为参考系)如图乙所示,已知当地重力加速度为g,则下列判断正确的是 ( )
A.在0~t1时间与t1~t2时间内小物块加速度大小相等,方向相反
B.滑动摩擦力始终对小物块做负功
C.小物块与传送带之间的动摩擦因数为
D.小物块向左运动的最远距离为
18.关于摩擦力和作用力与反作用力做功的关系,下列说法正确的是(  )
A.静摩擦力总是做正功,滑动摩擦力总是做负功
B.静摩擦力和滑动摩擦力都可能对物体不做功
C.作用力与反作用力所做的功一定大小相等
D.作用力做正功时,反作用力也一定做正功
19.如图所示,长1米的轻杆BO一端通过光滑铰链铰在竖直墙上,另一端装一轻小光滑滑轮,重力的物体通过摆线经滑轮系于墙上A点,平衡时OA恰好水平,现将A点沿着竖直墙向上缓慢移动少许,重新平衡后轻杆受到的压力恰好也为10牛,该过程中,外力所做的功至少为(小数点后保留两位) (  )
A.0.86焦 B.1.59焦 C.2.07焦 D.2.93焦
20.如图,一磁铁吸附在铁板AB的下方。现保持铁板与水平面间的夹角θ不变,缓慢推动B端,使AB与磁铁一起水平向左匀速移动,则 (  )
A.合外力对磁铁做正功
B.AB对磁铁的作用力不做功
C.AB对磁铁的弹力不做功
D.AB对磁铁的摩擦力不做功
三、解答题
21.如图,某货车装载一车长竹竿,准备卸货,司机先去掉竹竿和货车之间的捆绑,长竹竿仍捆绑在一起,然后通过巧妙地操控货车的倒车、刹车和启动将竹竿卸载。现将卸货过程简化如下:过程一、先倒车,然后以加速度a1=6m/s2刹车,车和竹竿先后停止运动;过程二、货车先以加速度a2=4m/s2向前加速启动,再关闭驱动以加速度a3=2m/s2减速停车,至车和竹竿都停止。而后再重复过程一、二,当竹竿重心脱离车厢,在重力作用下一端触地后不再被车拖动,之后车再加速离开,至此完成卸车。已知竹竿与货车之间动摩擦因数μ=0.2,竹竿长度为6m,竹竿前端距离货车尾部距离为5.4m,重力加速度g取10m/s2。
(1)若利用过程一,如果货车以3m/s的倒车速度刹车卸货,求竹竿在车上向后滑移的距离;
(2)若利用过程二,如果场地限制,货车只有6m的可动范围,求竹竿在车上向后滑移的距离。
22.如图所示,质量的物体,在斜向下与水平方向的夹角α=37°、大小为10N的力的作用下,从静止开始运动,通过的路程s=2m,已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,sin53°=0.8,cos53°=0.6, sin37°=0.6 , cos37°=0.8,问:
(1)力F对物体做多少功;
(2)摩擦力对物体做多少功。
23.如图所示,物体质量1kg,斜向上拉力F=10N,物体和水平面间的摩擦力是物重的0.25倍,物体在F的作用下前进10m。则在这段时间内,求:
(1)拉力F所做的功
(2)克服摩擦力所做的功
(3)合外力所做的功
24.若地球是质量均匀分布的球体,其质量为M0,半径为R。忽略地球自转,重力加速度g随物体到地心的距离r变化如图所示。g-r曲线下O-R部分的面积等于R-2R部分的面积。
(1)用题目中的已知量表示图中的g0;
(2)已知质量分布均匀的空心球壳对内部任意位置的物体的引力为0。请你证明:在地球内部,重力加速度与r成正比;
(3)若将物体从2R处自由释放,不考虑其它星球引力的影响,不计空气阻力,借助本题图像,求这个物体到达地表时的速率。
25.如图所示,质量m=50kg的滑雪运动员从高度h=30m的坡顶由静止下滑,斜坡的倾角θ=37°,滑雪板与雪面之间的动摩擦因数μ=0.1,则运动员滑至坡底的过程中:(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,装备质量不计)
(1)滑雪运动员所受的重力对他做了多少功?
(2)各力对运动员做的总功是多少?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案
1.AD
【详解】
A.由图像可知,前0~5 s内物体的加速度为
由牛顿第二定律可得
解得
A正确;
B. 5 s~10 s内物体匀速下滑,根据平衡条件可得
解得
B错误;
C.15s内的位移
故斜面长度不可能为5m,一定大于10m,C错误;
D.在10s~15s内加速度
则由牛顿第二定律可得
解得
位移
则拉力的功
D正确。
故选AD。
2.AD
【详解】
AC.斜面对球的弹力方向斜向左上方向,球的位移方向水平向左,则斜面对球的弹力做正功,故A正确,C错误;
B.挡板对球的弹力方向水平向右,球的位移方向水平向左,则挡板对球的弹力做负功,故B错误;
D.由于不过做匀速运动,由动能定理可知,球受到的合力不做功,故D正确。
故选AD。
3.BC
【详解】
A.是第一宇宙速度,是卫星的最小的发射速度,也是卫星在近地轨道做圆周运动的最大的环绕速度,由图可知,B点不是近地轨道的点,B的速度应小于,A错误;
B.卫星由近地点A运动到远地点B过程中速度逐渐减小,地球对卫星的万有引力做负功,B正确;
CD.因为卫星在转移轨道上运行从B点开始,卫星做近心运动
所以要使卫星开始在同步圆轨道运动,则卫星必须在B点增加速度使得
D错误C正确。
故选BC。
4.D
【详解】
A.速率即为瞬时速度大小,没有方向,为标量,故A错误;
B.电流虽有方向,但电流运算时不遵守矢量的运算法则平行四边形定则,所以电流是标量,故B错误;
C.功只有大小,没有方向,是标量,故C错误;
D.磁感应强度是有大小又有方向的矢量,故D正确。
故选D。
5.B
【详解】
A.若滑动摩擦力方向与运动方向相同,则滑动摩擦力做正功。比如木块放在木板上,都向右运动,但是木板的速度大于木块的速度,则木块所受的摩擦力向右,与运动方向相同,摩擦力做正功,A错误;
B.静摩擦力方向可能与运动方向相同,所以静摩擦力可能做正功。比如在倾斜的传送带上,木块与传送带一起向上运动,所受静摩擦力方向向上,静摩擦力做正功,B正确;
C.作用力和反作用力可能都做正功,做功的代数和不一定为零,比如两个人滑冰,相互推开,在推开的过程中,作用力与反作用力都做正功,C错误;
D.合外力做的功一定等于各分力对物体做的功的代数和,D错误。
故选B。
6.D
【详解】
物体加速上升,重力方向与位移方向相反,则重力做负功;拉力方向与位移方向相同,则拉力做正功;物体动能增加,由动能定理可知,合力做正功,则选项ABC错误,D正确。
故选D。
7.C
【解析】
试题分析:设滑块恰能通过C点,则mg=m,再由C到B,运用机械能守恒得,B点的速度最小为vB2=5gR,再由A到B,运用机械能守恒得,AB的竖直高度最小为h=2.5R,因为2.4R<2.5R,故选项A错误;当传送带把滑块再送回来,其速度与进入传送带的速度相等时,滑块就能够重新回到出发点,选项B错误;滑块在传送带上向右运动时,受到摩擦力,从而产生向左的加速度,使得滑块减速到速度等于0时,滑块再反向运动,减速的距离与传送带的速度是无关的,只与滑到传送带上的速度、加速度有关,因为末速度为0,所以选项D错误;传送带的速度越大,传送带与滑块相对运动的距离就会越大,故克服摩擦力做的功就越多,所以产生的热量越大,选项C正确.
考点:牛顿第二定律,机械能守恒,摩擦生热.
8.C
【详解】
由图可知,力和位移的夹角为,故推力的功
故C正确。
故选C。
9.A
【详解】
物体和传送带的速度时间图象如图所示:
小物块从0加速度到时间内,物体与传送带的相对位移为蓝色阴影区域△x1,从加速到v0,物体与传送带的相对位移为斜线阴影区域△x2,可得:△x1:△x2=3:1,所以热量为:.
A.3∶1.故A符合题意.
B.1∶3.故B不符合题意.
C.1∶1.故C不符合题意.
D.1∶2.故D不符合题意.
10.C
【详解】
AC.放在地面上的物体在运动时,地面对物体的摩擦力做功,但物体对地面的摩擦力不做功;说明作用力作功时,反作用力不一定做功;故A错误C正确;
B.作用力和反作用力是作用在两个相互作用的物体之上的;作用力和反作用力可以同时做负功,也可以同时做正功;如冰面上两个原来静止的小孩子相互推一下之后,两人同时后退,则两力做正功;而两个相对运动后撞在一起的物体,作用力和反作用力均做负功,故B错误;
D.由ABC的分析可知,作用力做功与反作用力做功没有必然的关系,故不能根据作用力的做功情况判断出反作用力的做功情况.
故选C。
11.C
【详解】
A.在小球下滑过程中,虽然小球总是沿弧形槽的上表面运动,但弧形槽有水平向左的位移,故小球对于地面的速度方向不是沿着弧形槽的切线的,而弧形槽对小球的作用力是弹力,方向始终垂直于接触面,故弹力和小球运动速度不垂直,弹力对小球要做功,故A错误;
B.当小球压缩弹簧的过程中,弹簧和小球组成的系统的机械能守恒,但弹簧对小球的弹力做负功,故小球机械能减小,故B错误;
C.小球在弧形槽上下滑的过程中,系统水平方向不受外力,系统水平方向动量守恒,小球与弧形槽分离时两者动量大小相等,由于m<M,则小球的速度大小大于弧形槽的速度大小,小球被弹簧原速率弹回后将追上弧形槽并要滑上弧形槽。在小球离开弹簧后,只有重力和系统内弹力做功,故小球和弧形槽组成的系统机械能守恒。由于球与弧形槽组成的系统总动量水平向左,球滑上弧形槽的最高点时两者共速,则此时共同速度也必须水平向左,则二者从静止开始运动到共速状态,系统的动能增加,重力势能一定要减小,小球上升的最大高度要小于h,故C正确;
D.整个运动过程中小球和弧形槽、弹簧组成的系统只有重力与系统内弹力做功,系统机械能守恒;小球在弧形槽上下滑的过程中,系统水平方向不受外力,系统水平方向动量守恒,总动量不守恒,故D错误。
故选C。
12.D
【详解】
A.弹跳跷离开地面前先做加速运动后做减速运动,当地面对人和弹跳跷弹力等于人和弹跳跷的重力时,速度最大,A错误;
B.弹跳跷下落接触地面时,重力大于弹力,演员先加速后减速,B错误;
C.弹跳跷在与地面接触的过程中,由于弹跳跷发生形变,演员会继续向下运动,因此弹跳跷对演员做负功,C错误;
D.弹跳跷在与地面接触的过程中先加速后减速,在减速过程中出现超重现象,D正确;
故选D。
13.C
【详解】
A、两物体质量m相同,初末位置的高度差h相同,重力做的功 相同,故A错误;
B、两物体重力做功相等,因为时间的不一样,所以重力的平均功率不同,故B错误;
C、根据动能定理可知,到达底端时两物体的速率相同,重力也相同,但B物体重力方向与速度有夹角,重力功率为重力与竖直速度的乘积,所以到达底端时重力的瞬时功率不相同, 故C正确,D错误;
故选C
点睛:质量相同的两物体处于同一高度,A沿固定在地面上的光滑斜面下滑,而B自由下落,到达同一水平面.重力势能全转变为动能,重力的平均功率是由重力做功与时间的比值,而重力的瞬时功率则是重力与重力方向的速率乘积.
14.B
【详解】
A、当F缓慢地将小球拉离到与竖直方向成角的位置过程中,小球的速率不变,动能不变,由动能定理可得: ,而高度变化为:,所以 ,故选项A错误,选项B正确;
C、整个运动过程中的由于绳的拉力始终与速度方向垂直,故绳的拉力不做功,故选项CD错误.
点睛:当力恒定时,力与力的方向的位移乘积为做功的多少;当力不恒定时,则由动能定理来间接求出变力做功.同时当小球缓慢运动,也就是速率不变.
15.C
【详解】
A.位移是初位置指向末位置的有向线段,竖直上抛,一个竖直下抛,水平抛出的三个小球,初位置相等,但水平抛出的末位置与其它两个不同,所以位移不同;故A错误.
B.由题意可知,三个球的h、m、v0都相同,根据动能定理可知落地速度的大小相等,但平抛的速度是斜向下,上抛和下抛的速度是竖直向下,故落地时的速度不同;故B项错误.
C.重力做功为,而三个质量相同的小球的运动高度均相同,则重力做功相等;故C正确.
D.重力做功的平均功率,重力做功相等,而三个小球运动的时间不同,竖直下抛时间最短,平抛其次,竖直上抛时间最长,则重力做功的平均功率不同;故D错误.
16.D
【详解】
A.在时间内,轿厢向下运动,钢丝绳拉力向上,所以钢丝绳对轿厢的拉力做负功,故A错;
B.由图可知时间内,轿厢的加速度是先变大后变小由
可知轿厢对人的支持力先减小后增大,故B 错误;
C.由图可知时间内轿厢的加速度向上,所以轿厢处于超重状态,故C错误;
D.由图可知,在轿厢的加速度方向向上,先增大后减小,由
可得出钢丝绳对轿厢的拉力先增大后减小,故D正确。
故选D。
17.C
【详解】
A.由v-t图像可知,在0~t1时间与t1~t2时间内小物块加速度大小相等,方向相同,选项A错误;
B.滑动摩擦力先对小物块做负功,然后做正功,选项B错误;
C.由v-t图像可知,物块在传送带上做减速运动的加速度

解得小物块与传送带之间的动摩擦因数为
选项C正确;
D.在t1时刻物块的速度减为零,此时向左滑行的最远,最远距离为:
选项D错误;
故选C.
18.B
【详解】
AB.根据功的定义:
可知力的方向上产生位移,这个力才做功;滑动摩擦力可能做正功,比如由静止放到运动的传动带上的物体,在开始的一段时间内滑动摩擦力做正功,当然也可能做负功,也可以不做功;静摩擦力的方向可以与物体运动的方向相同也可以相反还可以垂直,故静摩擦力可以做正功,可以做负功,也可以不做功,A错误,B正确;
C.作用力和反作用力是作用在两个相互作用的物体之上的,由于作用的位移不一定相同,故功的大小不一定相同,C错误;
D.因反作用力的位移不确定,故作用力做正功时,反作用力可能做正功、负功或不做功,D错误。
故选B。
19.A
【详解】
因为轻杆的重力不计且杆两端是铰链光滑,滑轮也光滑,所以轻杆在O点处的作用力方向必沿杆,所以A点缓慢移动过程中杆会平分两侧绳子间的夹角。开始时AO绳子水平,因为各段绳子的拉力大小等于物体重力的大小,所以可以知道此时杆与竖直方向的夹角为,这时杆中的弹力大小等于滑轮两侧绳子拉力的合力,如图所示
当将A点沿竖直方向向上缓慢移动一段距离后,重新达到平衡,因为这时杆受到的压力大小等于(等于物体的重力),说明这时两段绳子的夹角为,则杆与竖直方向的夹角为,如图所示
设杆的长度为L,在初状态时AO绳子长度是
滑轮O点到B点的竖直方向距离为
当将A点沿竖直方向向上缓慢移动一段距离后,杆与竖直方向夹角为,杆与此时的AO绳的夹角也是,即这时三角形AOB是等边三角形,则这时AO段绳子的长度是,可见后面状态与原来状态相比,物体的位置提高的竖直高度为
在该过程中外力做的功等于整个系统增加的机械能,所以所做的功是
故A正确,BCD错误。
故选A。
20.B
【详解】
A.由于磁铁做匀速运动,根据动能定理可知,合外力对磁铁不做正功,故A错误;
B.磁铁受重力和磁铁的作用力而做匀速运动,根据平衡条件可知,AB对磁铁的作用力大小等于重力,方向竖直向上,与磁铁的运动方向相互垂直,故AB对磁铁的作用力不做功,故B正确;
C.AB对磁铁的弹力垂直接触面,与磁铁的运动方向不垂直,故弹力一定做功,故C错误;
D.AB对磁铁的摩擦力沿接触面,与磁铁运动方向不垂直,故摩擦力做功,故D错误。
故选B。
21.(1)1.5m;(2)1.5m
【详解】
(1)货车刹车至静止的过程
竹竿在摩擦力作用下到静止的过程
竹竿相对货车向后运动的距离
(2)设货车在可动范围内最大速度为vm,此过程内有加速至vm和减速至0的过程,总位移
解得
加速用时
在货车加速过程中,货车的位移
竹竿的位移
竹竿相对货车向后滑动的距离为
此后货车减速,竹竿继续加速,直至共速,共速后加速度恰好为
最后车和竹竿一起减速到停止。共速前竹竿继续向车后滑移的距离为,以车为参考系,竹竿做匀减速到相对静止。
解得
过程二中竹竿相对车共向后滑移的距离为
求的另一种方法
解得
货车的位移
竹竿的位移
竹竿相对货车继续向后滑移
过程二中竹竿与货车运动的v—t图像如图所示:
22.(1)16J;(2)-10.4J
【详解】
(1)由功的定义可得力F对物体做的功为
(2)竖直方向处于平衡可得水平面的支持力为
摩擦力对物体做的功为
联立解得。
23.(1)80J;(2)25J;(3)55J
【详解】
(1) 由恒力做功的公式得:
W=FLcos37°=10×10×0.8=80J
(2) 物体和水平面间的摩擦力是物重的0.25倍,克服摩擦力所做的功
(3) 合外力所做的功
24.(1);(2)见解析所示;(3)
【详解】
(1)在地球表面,忽略地球自转,则有
(2)地球是质量均匀分布的球体,设地球密度为。在地球内部,设物体到地心的距离r,根据题意,在以半径r为界,外部球壳对物体吸引力为0,则有吸引力部分的质量,根据万有引力定律
可得出,在地球内部,重力加速度与r成正比。
(3)微元法:将物体从离地心2R释放到落地表过程中分割为无数微小段,每一段的重力加速度可近似认为是不变的,再对这些过程进行累加求重力做功,其中gh数值与图像中R-2R部分的面积相对应,根据题意,又与O-R部分的面积对应,可得总功为
根据动能定理
带入计算可得
25.(1)1.5×104J;(2)1.3×104J
【详解】
(1)重力做的功为
WG=mgsin37°·=1.5×104J
(2)各力对运动员做的总功与合力对运动员做的功相同,运动员所受合力为
F合=mgsin37°-μmgcos37°=260N
合力方向沿斜坡向下,沿合力方向的位移
l==50m
合力做的功
W合=F合·l=260×50J=1.3×104J
答案第1页,共2页
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