《功和能一解答》PPT课件.ppt

第三章第三章 动量守恒和能量守恒动量守恒和能量守恒功和能一功和能一一、选择题一、选择题 1.一个质点同时在几个力作用下的位移为：一个质点同时在几个力作用下的位移为：(SI)其中一个力为恒力其中一个力为恒力 (SI)，则此力在该，则此力在该位移过程中所作的功为位移过程中所作的功为(A)-67J (B)17J (C)67J (D)91J第三章第三章 动量守恒和能量守恒动量守恒和能量守恒功和能一功和能一 2对功的概念有以下几种说法：对功的概念有以下几种说法：(1)保守力作正功时保守力作正功时,系统内相应的势能增加系统内相应的势能增加(2)质点运动经一闭合路径质点运动经一闭合路径,保守力对质点作的功为零保守力对质点作的功为零(3)作用力和反作用力大小相等、方向相反，所以两者作用力和反作用力大小相等、方向相反，所以两者所作功的代数和必为零所作功的代数和必为零 在上述说法中：在上述说法中：(A)(1)、(2)是正确的是正确的 (B)(2)、(3)是正确的是正确的 (C)只有只有(2)是正确的是正确的 (D)只有只有(3)是正确的是正确的D DEp=-Wc，保守力作正功、势能减少。，保守力作正功、势能减少。作用力与反作用力作用在不同的物体上，相作用力与反作用力作用在不同的物体上，相互作用的两物体位移不一定相同互作用的两物体位移不一定相同。第三章第三章 动量守恒和能量守恒动量守恒和能量守恒功和能一功和能一3作为相互作用的一对静摩擦力，它们作功之和作为相互作用的一对静摩擦力，它们作功之和 (A)恒为零恒为零 (B)恒为负恒为负 (C)恒为正恒为正 (D)可能为正、为负或为零可能为正、为负或为零f1f2存在静摩擦相互作用的两物体无相对滑动，位移相同；存在静摩擦相互作用的两物体无相对滑动，位移相同；这一对静摩擦力大小相等、相反相反，故有这一对静摩擦力大小相等、相反相反，故有第三章第三章 动量守恒和能量守恒动量守恒和能量守恒功和能一功和能一 4劲度系数为劲度系数为k的轻弹簧的轻弹簧,一端与倾角为一端与倾角为a a的斜面上的的斜面上的固定档板固定档板A相接相接,另一端与质量为另一端与质量为m的物体的物体B相连相连.O点为点为弹簧没有连物体、长度为原长时的端点位置，弹簧没有连物体、长度为原长时的端点位置，a点为物点为物体体B的平衡位置的平衡位置.现在将物体现在将物体B由由a点沿斜面向上移动到点沿斜面向上移动到b点点(如图所示如图所示).设设a点与点与O点、点、a点与点与b点之间距离分别点之间距离分别为为x1和和x2,则在此过程中则在此过程中,由弹簧、物体由弹簧、物体B和地球组成的和地球组成的系统势能的增加为系统势能的增加为(D)(B)(A)(C)第三章第三章 动量守恒和能量守恒动量守恒和能量守恒功和能一功和能一 5作直线运动的甲、乙、丙三物体，质量之比是作直线运动的甲、乙、丙三物体，质量之比是 1:2:3若它们的动能相等，并且作用于每一个物体上若它们的动能相等，并且作用于每一个物体上的制动力的大小都相同，方向与各自的速度方向相反，的制动力的大小都相同，方向与各自的速度方向相反，则它们制动距离之比是则它们制动距离之比是 (A)1 2 3(B)1 4 9 (C)1 1 1(D)3 2 1由动能定理有，由动能定理有，W=Fs=D DEk(E)第三章第三章 动量守恒和能量守恒动量守恒和能量守恒功和能一功和能一二、填空题二、填空题 1已知地球质量为已知地球质量为M，半径为，半径为R一质量为一质量为m的火箭的火箭从地面上升到距地面高度为从地面上升到距地面高度为2R处在此过程中，地球处在此过程中，地球引力对火箭作的功为引力对火箭作的功为_。-2GMm/3R第三章第三章 动量守恒和能量守恒动量守恒和能量守恒功和能一功和能一 2.质量为质量为m的物体，从高出弹簧上端的物体，从高出弹簧上端h处由静止自由下处由静止自由下落到竖直放置在地面上的轻弹簧上，弹簧的劲度系数为落到竖直放置在地面上的轻弹簧上，弹簧的劲度系数为k，则弹簧被压缩的最大距离，则弹簧被压缩的最大距离 _hx 整个过程中，只有重力和弹性力两保守力整个过程中，只有重力和弹性力两保守力作功，物作功，物-弹簧弹簧-地球系统机械能守恒。地球系统机械能守恒。取最大压缩点为重力势能零点，弹簧原长取最大压缩点为重力势能零点，弹簧原长为弹性势能零点，有为弹性势能零点，有(负值舍去负值舍去)第三章第三章 动量守恒和能量守恒动量守恒和能量守恒功和能一功和能一 3.一人站在质量一人站在质量(连人带船连人带船)为为m1=300kg的静止的船上的静止的船上,他用他用F=100N的恒力拉一水平轻绳的恒力拉一水平轻绳,绳的另一端系在岸边绳的另一端系在岸边的一棵树上的一棵树上,则船开始运动后第三秒末的速率为则船开始运动后第三秒末的速率为_；在；在这段时间内拉力对船所做的功为这段时间内拉力对船所做的功为_(水的阻力不计水的阻力不计)第三章第三章 动量守恒和能量守恒动量守恒和能量守恒功和能一功和能一4.一弹簧原长一弹簧原长l0=0.1m，劲度系数，劲度系数k=50N/m，其一端固，其一端固定在半径为定在半径为R=0.1m的半圆环的端点的半圆环的端点A，另一端与一套在，另一端与一套在半圆环上的小环相连在把小环由半圆环中点半圆环上的小环相连在把小环由半圆环中点B移到另移到另一端一端C的过程中，弹簧的拉力对小环所作的功为的过程中，弹簧的拉力对小环所作的功为_ J弹簧拉力为保守力，作功与路径无关。弹簧拉力为保守力，作功与路径无关。D DEp=-Wc第三章第三章 动量守恒和能量守恒动量守恒和能量守恒功和能一功和能一 5.一维保守力的势能曲线如图所示，有一粒子自右向一维保守力的势能曲线如图所示，有一粒子自右向左运动，通过此保守力场区域时，在左运动，通过此保守力场区域时，在_区间粒子区间粒子所受的力所受的力Fx 0；在；在_区间粒子所受的力区间粒子所受的力Fx0；在；在x=_时粒子所受的力时粒子所受的力Fx=0第三章第三章 动量守恒和能量守恒动量守恒和能量守恒功和能一功和能一三、计算题三、计算题1一质量为一质量为m的质点在沿的质点在沿x轴方向的合外力轴方向的合外力F=F0e-kx作用作用下下(其中，其中，F0、k为正的恒量为正的恒量)，从，从x=0处自静止出发，求处自静止出发，求它沿它沿x轴运动时所能达到的最大速率。轴运动时所能达到的最大速率。解解:表明质点可由表明质点可由0一直运动到一直运动到第三章第三章 动量守恒和能量守恒动量守恒和能量守恒功和能一功和能一2.一个弹簧下端挂质量为一个弹簧下端挂质量为0.1kg的砝码时长度为的砝码时长度为0.07m,挂挂0.2kg的砝码时长度为的砝码时长度为0.09m现在把此弹簧平放在现在把此弹簧平放在光滑桌面上，并要沿水平方向从长度光滑桌面上，并要沿水平方向从长度l1=0.10m缓慢拉缓慢拉长到长到l2=0.14m，外力需作功多少？，外力需作功多少？解解:设弹簧原长为设弹簧原长为l，劲度系数为，劲度系数为k.由题意有由题意有=0.1372(J)第三章第三章 动量守恒和能量守恒动量守恒和能量守恒功和能一功和能一 3一链条总长为一链条总长为l，质量为，质量为m，放在桌面上，并使其，放在桌面上，并使其部分下垂，下垂一段的长度为部分下垂，下垂一段的长度为a设链条与桌面之间的设链条与桌面之间的滑动摩擦系数为滑动摩擦系数为m m令链条由静止开始运动，则令链条由静止开始运动，则(1)到链到链条刚离开桌面的过程中，摩擦力对链条作了多少功？条刚离开桌面的过程中，摩擦力对链条作了多少功？(2)链条刚离开桌面时的速率是多少？链条刚离开桌面时的速率是多少？解解:yx第三章第三章 动量守恒和能量守恒动量守恒和能量守恒功和能一功和能一 4.长为长为1m的细线的细线,上端固定，下端悬挂质量为上端固定，下端悬挂质量为2kg的小的小球球.今将小球拉到悬线与竖直方向成今将小球拉到悬线与竖直方向成45角的位置角的位置,然后然后无初速地把小球释放无初速地把小球释放.求悬线与竖直方向成求悬线与竖直方向成10角时角时,小小球的速度球的速度u u解解:在小球运动的过程中在小球运动的过程中,将受到拉力将受到拉力和重力的作用和重力的作用.拉力处处与运动方向拉力处处与运动方向垂直不作功垂直不作功,重力为保守力重力为保守力,机械能守机械能守恒恒.第三章第三章 动量守恒和能量守恒动量守恒和能量守恒功和能一功和能一 5.在高在高h=20m处以初速处以初速u u0=18m/s倾斜地抛出一石块，倾斜地抛出一石块，l)若空气阻力忽略不计，求石块达到地面时的速率。若空气阻力忽略不计，求石块达到地面时的速率。2)如果考虑空气阻力如果考虑空气阻力,而石块落地时速率变成而石块落地时速率变成u u=20m/s,求求空气阻力所作的功。已知石块的质量为空气阻力所作的功。已知石块的质量为m=50g。解解:不考虑阻力时不考虑阻力时,只有重力作用只有重力作用,石块石块-地球机械能守恒地球机械能守恒,以地面作重力势能零点有以地面作重力势能零点有,考虑阻力时考虑阻力时,由动能定理有由动能定理有,