1、第四章 机械能和能源
第1讲 功
对功的理解
1.关于功,下列说法正确的是
( )
A.由于功有正负,所以功是矢量
B.由于力是矢量,所以功也是矢量
C.若某一个力对物体不做功,说明该物体肯定没有位移
D.一个恒力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移的大小及力和位移间夹角的余弦这三者的乘积
答案 D
解析 由于功是标量,所以A、B选项错;依据W=Fxcos α可推断C错,D正确.
正功、负功的判定
2.质量为m的物体放在粗糙的水平面上,受到水平力F的作用,下列叙述中正确的是
( )
A.假如物体做匀加速直线运动,则力F肯定做正功
B.假如物体做匀加速直线
2、运动,则力F可能做负功
C.假如物体做匀减速直线运动,则力F可能做正功
D.假如物体做匀减速直线运动,则力F可能做负功
答案 ACD
解析 物体在粗糙的水平面上运动肯定要受到摩擦阻力,当物体在力F作用下做匀加速直线运动时,力F与位移的夹角为0°.力对物体肯定做正功;当物体在力F作用下做匀减速直线运动时,力F与位移的夹角可以为0°,也可以为180°,故力对物体可以做正功,也可以做负功.
功的计算
3.用水平恒力F作用于质量为m的物体,使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离x,恒力F做功为W1;再用该恒力作用在质量为2m的物体上,使之在粗糙的水平面上移动同样的距离x,恒力F做功为W2,
3、则两次恒力做功的关系是
( )
A.W1>W2 B.W14、16 J 合力做的功44 J
解析 斜面上的货物受到重力G,斜面支持力N和摩擦力f共三个力的作用.货物位移的方向沿斜面对下,可以用正交分解法,将货物所受的重力分解到与斜面平行的方向和与斜面垂直的方向.可以看出,三个力中重力和摩擦力对货物做功,而斜面支持力对货物没有做功.其中重力G对货物做的功
W1=mglsin 37°=20×10×0.5×0.6 J=60 J.
支持力N对货物没有做功W2=0.
摩擦力f对货物做负功
W3=μmgcos 37°·lcos 180°=-0.2×20×10×0.8×0.5 J=-16 J.
所以,外力做的总功为
W=W1+W2+W3=(60+0-16)J=44 J.
若先计算合外力再求功,则合外力做的功
W=F合l=(mgsin 37°-μmgcos 37°)l=
(20×10×0.6-0.2×20×10×0.8)×0.5 J=44 J.