例1.如图所示,恒定的拉力大小F=8N,方向与水平线夹θ=60°角,拉着绳头

使物体沿水平面移动 =2m的过程中,拉力做了多少功?

分析:常会有同学做这样的分析与计算:力的大小为S=  =2m,力与位移的方向间夹角为60°,所以:

                      

其实,这样的计算是错误的。

解答:如图12-2所示,随着物体沿水平面前进 =2m,绳头从A点被拉到B点,由此可见:拉F所作用的物体(绳头)的位移S可由几何关系求得为

而力F与位移S间的夹角为                      

所以,这过程中拉F作用于绳头所做的功为                 

例2.质量为 m=1kg的物体以v0=10m/s的速度水平抛出,空气阻力不计,取g=10m/s2,则在第1s内重力做功为________________J;第1s内重力做功的平均功率为__________W;第1s末重力做功的瞬时功率为____________W;第1s内物体增加的动能为____________J;第1s内物体减少的重力势能____________J。

分析:此道题考察了功、功率、动能、重力势能等概念以及与上述概念相关的动能定理,机械能守恒定律等规律。

解答:重力做的功等于重力与物体沿重力方向(竖直方向)上位移的乘积,而第1s内物体沿竖直方向的位移为

   

所以有:

     

由平均功率的定义得

     

瞬时功率一般计算可用力与力的方向上的瞬时速度的相乘而得,第1s末物体沿重力方向上的速度为

所以有

考虑到平抛运动过程中只有重力做功,于是由动能定理得

又由于只有重力做功其机械能守恒,增加的动能应与减少的重力势能相等。于是又可直接得

此例应依次填充:50;50;100;50;50。

例3:质量4t的机车,发动机的最大输出功率为100kW,运动阻力恒为,试求;

(1)当机车由静止开始以0.5m/s2的加速度沿水平轨道做匀加速直线运动的过程中,能达到的最大速度和达到该最大速度所需的时间。

(2)若机车保持额定功率不变行驶,能达到的最大速度以及速度为10m/s时机车的加速度。

  分析:注意到机车匀加速运动所能达到的最大速度Vm和机车在运动形式不加制约时所能达到的最大速度一般是不同的。

解答:(1)机车做匀加速直线运动时,有

    F-  =

    P=FVm

    Vm=at

由此可解得

     Vm=25m/s

      t=50s

(2)机车行驶时运动形式不加限制而机车输出功率保持额定功不变时则可在大小等于阻力牵引力作用下做匀速直线运动,此时又有

 

由此又可解得

例4:如图所示,小滑块从斜面顶点A由静止滑至水平部分C点而停止。已知斜面高为h,滑块运动的整个水平距离为s设斜面和水平部分与小滑块的动摩擦因数相同,求此动摩擦因数

分析:可以运动动能定理分析求解:

解答:取物体为研究对象,考察人A处静止释放下直至到C点处于     

静止的过程,运动动能定理有。

 

由此即可求得

                       

例5:如图12-4所示,一固定的楔形木块,其斜面的倾角,另一边与地面垂直,顶上有一定滑轮。一柔软的细线跨过定滑轮,两端分别与物块A和B连结,A的质量为4m,B的质量为m。开始时将B按在地面上不动,  然后放开手,让A沿斜面下滑而B上升.物块A与斜面间无摩擦.设当A沿斜面下滑s距离后,细线突然断了.求物块B上升的最大高度H.                  

分析:可以运用机械能守恒定律分析求解

解答:取A与B构成的系统为研究对象,考察以刚放手起直到强刚断的过程,这过程中系统的机械能守恒。有

再取B为研究对象,考察从强刚断直到B升至最高点的过程,这过程中B的机械能守恒,又有

而B所上升的最大高度为

H=  +s

由此即得

H=1.2s

 0  297145  297153  297159  297163  297169  297171  297175  297181  297183  297189  297195  297199  297201  297205  297211  297213  297219  297223  297225  297229  297231  297235  297237  297239  297240  297241  297243  297244  297245  297247  297249  297253  297255  297259  297261  297265  297271  297273  297279  297283  297285  297289  297295  297301  297303  297309  297313  297315  297321  297325  297331  297339  447090 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网