求变力做功的常见方法练习题.doc

汉阳一中2015级物理组编写人：周学雄5/17/2016高一物理必修2 第二章 求变力做功的常见方法班级_姓名_座号_1如图所示，在水平面上，有一弯曲的槽道AB，槽道由半径分别为R/2和R的两个半圆构成现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点沿槽道拉至B点，若拉力F的方向始终与小球运动方向一致，则此过程中拉力所做的功为（ ）A0 BFRC3FR/2 D2FR2如图所示，AB为1/4圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R一质量为m的物体，与两个轨道的动摩擦因数都为，当它由轨道顶端A从静止下滑时，恰好运动到C处停止，那么物体在AB段克服摩擦力做功为（ ）AmgR BmgRCmgR D(1-)mgR3质量为m的汽车在平直的公路上从速度v0开始加速行使，经过一段时间t后，前进了距离s，此时恰好达到其最大速度vm，设此过程中汽车发动机始终以额定功率P工作，汽车所受的阻力为恒力Ff，则这段时间里，发动机所做的功为（ ）AFfvmt BPtC D4如图所示，一质量均匀的不可伸长的绳索重为G，A、B两端固定在天花板上，今在最低点C施加一竖直向下的力将绳拉至D点，在此过程中，绳索AB的重心位置将（ ）A逐渐升高 B逐渐降低C先降低后升高 D始终不变5如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在墙上，另一端连接一质量为m的滑块，静止在光滑水平面上O点处现将滑块从位置O拉到最大位移x处由静止释放，滑块向左运动的距离为s（s0，WF=Ep+Ek，而Ek=0，所以Ep0，即绳的重力势能增加，得知绳重心升高因此选A5解：弹簧对滑块的弹力与弹簧的形变量成正比，求出弹力的平均值为：，用力的平均值乘以位移即得到变力的功：6解：在拉弹簧的过程中，拉力的大小始终等于弹簧弹力的大小，根据胡克定律可知，拉力与拉力的作用点的位移x（等于弹簧的伸长量）成正比，即：F=kxF-x关系图象如图所示，由图可知AOx1的面积在数值上等于把弹簧拉伸x1的过程中拉力所做的功，即梯形Ax1x2B的面积在数值上等于弹簧伸长量由x1增大到x2过程中拉力所做的功，即7解：本题可分为两个过程来处理，第一个过程是以绳所能承受的最大拉力拉物体，使物体匀加速上升，第一个过程结束时，电动机的功率刚达到最大功率第二个过程是电动机一直以最大功率拉物体，拉力逐渐减小，物体变加速上升，当拉力减小至等于重力时，物体开始匀速上升在匀加速运动过程中，加速度：，末速度：，上升时间：，上升高度：在功率恒定的上升过程中，设经h2后，达匀速运动的速度：，此过程中外力对物体做的总功W=Pmt2-mgh2，由动能定理W=Ek得：，其中h2=H-h1=80m解得t2=5.75s所需时间最小应为：t=t1+t2=2+5.75=7.75s8解：（1）从A到B的过程，对物体应用动能定理得，其中可利用示功图求出，画出弹簧弹力随位移变化的图象（如图所示），F1=kx1，弹力做功的值等于OAB的面积，即，所以（2）放开物体后，物体做的是加速度越来越小的加速运动，当弹簧的弹力等于摩擦力时，物体有最大的动能设此时弹簧的压缩量为x2由kx2=mg得物体的位移s2=x1-x2=0.1-0.016=0.084m在这一过程中弹力的功在数值上等于图中梯形OADC的面积，即，所以物块的最大动能为9解：根据动能定理有在物体由A运动到B的过程中，弹力N不做功；重力在物体由A运动到C的过程中对物体所做的正功与物体从C运动到B的过程中对物体所做的负功相等，其代数和为零因此，物体所受的三个力中摩擦力在物体由A运动到B的过程中对物体所做的功，就等于物体动能的变化量则有，即10解：取桌面为零势能面，设整个链条质量为m，桌面高度为h，下垂部分质量为m0则有，开始下滑时链条的初动能Ek1=0，初势能，机械能设链条全部离开桌面的瞬时速度为v，此时链条的势能，动能，机械能，根据机械能守恒定律有E1=E2，即，解得因此，在这一过程中重力所做的功为11解：设绳的重量全部集中在它的重心上，物体升高高度为L时，绳的重心上升，则系统机械能的增量为E=E1+E2=Ep1+Ek1+Ep2+Ek2，式中E1、E2分别为物体和绳的机械能增量由功能原理知，人的拉力所做的功为W=E=Ep1+Ek1+Ep2+Ek2，当Ek1=Ek2=0时，即缓慢提升物体时W最小，即12解：根据题意，机车所受阻力f=kmg=0.06510510=3105N，当机车速度达到最大值时，机车功率为P=fvm=310530=9106W根据动能定理得，机车在这段时间内所通过的路程为13解：（1）依据题意做出f-x关系图线如图所示第一次打击时铁钉克服阻力所做的功W1等于图中AOC的面积的值设第二次打击时铁钉被打入的深度为x0，第二次打击时铁钉克服阻力所做的功W2等于图中梯形ABDC的面积的值因f=kx，由图可得，则，因每次打击时给铁钉的动能相等，故W1=W2，则，解得（2）设打击n次可将铁钉打入4cm深处，此时克服阻力做功为W3，即图中OEF的面积的值由图可知，当x=4cm时，则每次打击时克服阻力做功（即给铁钉的动能）为W1=2k，所以14解：斜面的倾角为=60，由于物体在斜面上所受到的滑动摩擦力小于重力沿斜面的分力（mgcos60mgsin60），所以物体不能停留在斜面上物体在斜面上滑动时，由于摩擦力做功，使物体的机械能逐渐减少，物体滑到斜面上的高