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机械能大题综合

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18. 一位质量m=50kg 的滑雪运动员从高度h=30m

的斜坡自由滑下(初速度为零)。斜坡的倾角θ=37°,滑雪 板与雪面滑动摩擦因素 =0.1。则运动员滑至坡底的过程 中有:(1)所受几个力所做的功各是多少?(5分) (2)合力做了多少功?(2分)

(3)到达坡底时摩擦力的功率是多少?(3分)(不计空气阻力)

19. 在一次军事演习中,解放军战士为了让炮弹以200m/s 的速度击中前方450m 高山崖上的某处军事目标,那大炮射击时至少需要让炮弹以多少的速度射出?(5分)

20.某人在离地10m 阳台用10m/s 的速度竖直上抛一个质量为1kg 的柚子(不计空气阻力),试问:

(1) 此人对柚子做的功;(3分)

(2) 在离地什么高度时柚子的动能等于重力势能二分之一.(4分)

18.(1)W G =15000J ;W N =0;W G =2000J (5分) (2)W 合=13000J (2分) (3)P f =912W (3分) 19. 221.4m/s 20.(1)50J (2)10m

10.(10分)一列火车质量是1 000t ,由静止开始以额定功率沿平直轨道向某一方向运动,经1min 前进900m 时达到最大速度。设火车所受阻力恒定为车重的0.05倍,g 取10m/s 2,求: (1) 火车行驶的最大速度; (2) 火车的额定功率;

(3) 当火车的速度为10m/s 时火车的加速度。

11.(10分)太阳与地球的距离为1.5×1011m ,太阳光以平行光入射到地面。地球表面

3

2

的面积被水覆盖,太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量E 约为1.87×1024J ,太阳辐射可将水面的水蒸发(设在常温、常压下蒸发1kg 水需要2.2×106J 的能量),而后凝结成雨滴降落到地面。

量没能全部到达地面,这是为什么?请说出理由。

12.(12分)从高H 处由静止释放一球,它在运动过程中受大小不变的阻力f 的。的若小球质量为m ,碰地过程中无能量损失,则小球第一次碰地后反弹的高度是多少?小球从释放直至停止弹跳的总路程为多少?

10. (1) 根据动能定理 2

2

1m f mv s F Pt =

-, 又 P=Fv m =F f v m =kmgv m , 联列以上两式可得

02

12

=+-kmgs kmgtv mv m m , 代入数据得 v m 2-60v m +900=0, 解得火车行驶的最大速度 v m =30m/s 。

(2) 火车的额定功率

P=kmgv m =0.05×1 000×103×10×30W=1.5×107W 。

(3) 由

ma kmg v

P

=-, 解得当火车的速度为10m/s 时火车的加速度

3

710

000110105.1???=-=kg vm P a m/s 21005.0?-m/s 2=1 m/s 2

。 11. (1) 一年中降落到地壳表面的雨水的质量为

6

24102.232

1087.1??

?=

M kg=5.66×1017kg ,

故整个地球表面的年平均降雨量为

2

631722)1037.6(1041066.544?????=

==ππρπρ

R M R M

h m ≈1m=1 000mm 。 (2) 太阳辐射到地球的能量要经过大气层才能到达地面,而大气层对太阳光有吸收、散射、反射、云层遮挡等,所以太阳辐射到地球的能量没有全部到达地面。

12.

H f mg f mg +-, f

mgH

16、(10分)气球以10m/s 的速度匀速上升,当升到离地高15m 时,气球里掉下一个物体。如果不计

空气阻力,则物体落地时的速度为多大? (g 取10m/s 2

)

17、(15分)汽车发动机的额定功率为80kW,若其总质量为5 t,在水平路面上行驶时,所受阻力恒定为5.0×103N

(1)汽车保持额定功率不变从静止启动后:

①汽车所能达到的最大速度是多大?

②当汽车的加速度为1m/s2时速度为多大?

③当汽车的速度为5m/s时加速度为多大?

(2)若汽车以0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间?

18、(10分)物体从高出地面H处由静止开始自由下落,不计空气阻力,落入地面进入沙坑,物体在沙坑中向下移动距离h后停止运动,求物体在沙坑中运动时受到的平均阻力是其重力的多少倍?(已知H=9h)

21.一辆自行车沿直线运动由甲地到达乙地,全程的位移为s,若在前一半位移的平均速度是4m/s,在后一半位移的平均速度为6m/s,则全程的平均速度为多少?

22.以12m/s的速度行驶的汽车,突然发现前方有摩托车窜出,于是以大小为4 m/s2的加速度刹车直至停止,求刹车后6s内的位移。

23.煤矿工人在井下作业完毕后乘坐矿井里的升降机返回地面:

(1)升降机从井下由静止开始向上做匀加速直线运动,加速度大小为0.8 m/s2,求经过5s时的速度大小;

(2)紧接着匀减速上升,再经过4s刚好到达地面停在井口,求匀减速上升阶段的加速度大小;(3)求矿井的深度。

10、如图所示,一小球从倾角为30°的固定斜面上的A点水平抛出,初动能为6J,问球落到斜面上的B点

时动能有多大?

11、质量m=5㎏的小球系于弹簧的一端,套在光滑竖直圆环上,弹簧的另一端固定在环上的A点,环半径R=0.5m,弹簧原长l0=R=0.5m.当球从图中位置C滑至最低点B时,测得v A=3m/s,则在B点时弹簧的弹性势能E P有多大?

12、A、B两球用细线绕过半径为R的圆柱体静止在水平直径两端,两球质量为m1和m2,m1>m2,可看成质点当m2刚好到达圆柱体顶端时对圆柱体压力为0,求两球的质量比值为多少?

13、如图所示,半径为r、质量不计的圆盘盘面与地面相垂直,圆心处有一个垂直盘面的光滑水平固定轴O,在盘的最右边缘固定有一个质量为m的小球A,在O点的正下方离O点r/2处固定一个质量也为m 的小球B.放开盘让其自由转动,问:

(1)当A球转到最低点时,两小球的重力势能之和减少了多少?

(2)A球转到最低点时的线速度是多大?

(3)在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是多少?

17.(8分)某人利用如图所示的装置,用100N的恒力F

作用于不计质量的细绳的一端,将物体从水平面上

的A点移到B点.已知α1=30°,α2=37°,h=1.5m.

不计滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦.求绳的拉力对物

体所做的功.

18.(8分)人的心脏每跳一次大约输送8×10-5m3的血液,正常人血压(可看作心脏压送血液的压强)的平均值约为1.5×104Pa,心跳约每分钟70次,据此估测心脏工作的平均功率.

19.(12分)人从一定的高度落地容易造成骨折。一般人胫骨的极限抗压强度约为1.5×108N/m 2,胫

骨最小横截面积大多为3.2cm 2。假若一质量为50kg 的人从某一高度直膝双足落地,落地时其重心又下降约1cm 。试计算一下这个高度超过多少时,就会导致胫骨骨折。(g 取10m/s 2)

17.解析:绳对物体的拉力虽然大小不变,但方向不断变化,所以,不能直接根据W=Fs cos α求绳的

拉力对物体做的功.由于不计绳与滑轮的质量及摩擦,所以恒力F 做的功和绳的拉力对物体做的功相等.本题可以通过求恒力F 所做的功求出绳的拉力对物体所做的功.由于恒力F 作用在绳的端点,需先求出绳的端点的位移s ,再求恒力F 的功.由几何关系知,绳的端点的位移为

h h h h h s 3

1

35237sin 30sin =-=?-?=

=0.5m.

在物体从A 移到B 的过程中,恒力F 做的功为

W =Fs =100×0.5J=50J 所以,绳的拉力对物体做的功为50J.

18.解析:人的心脏每跳一次输送的血液看作长为L ,截面积为S 的液柱,心脏每跳一次需做的功为

W=FL =pSL =p ΔV 心跳每分钟70次,则心脏工作的平均功率为

60

108105.1705

4-????==t nW P W=1.4W

说明:这类题目的研究对象不是太明确.解题时首先要明确心脏对血液做功,其次,要建立研究

对象的模型(如本题中的圆柱体模型),从而推出功和功率的表达式. 19.解析:由题意知,胫骨最小处所受冲击力超过

F =N N 4

4

8

106.9102.32105.1?=????-时会造成骨折。

设下落的安全高度为h 1,触地时重心又下降高度为h 2,落地者质量为m ,落地速度为v ,与地碰撞时间为t ? 由动能定理mg (h 1+h 2)-Fh 2=0

所以h 1=

22h h mg

F

-

代入数据得h 1=

m m m 91.101.001.010

50106.94

=-???

17.人从一定的高度落地容易造成骨折。一般人胫骨的极限抗压强度约为1.5×108N/m 2,胫骨最小横截面积大多为3.2cm 2。假若一质量为50kg 的人从某一高度直膝双足落地,落地时其重心又约下降1cm 。

18.某地区的平均风速为6.0m/s,已知空气的密度为1.2kg/m3,此地有一风车,它的车叶转动时可形成半径为20m的圆面,假如这具风车能将圆内10%的气流的动能转化为电能。

求:(1)平均每秒钟有多少体积的气流冲击风车车叶形成圆面?

(2)这些气流动能为多少?

(3)这台风车发电功率P为多少?

19.半径R=20cm的竖直放置的圆轨道与水平直轨道相连接。如图所示。质量为m=50g的小球A以

v=4m/s,A 一定的初速度由直轨道向左运动,并沿圆轨道的内壁冲上去,如果A经过N点时的速度

1

经过轨道最高点M时对轨道的压力为0.5N,取g=10m/s2.

求:小球A从N到M这一段过程中克服阻力做的功W.

20.(12分)如图所示,人拉着绳子的一端,由滑轮正下方的A点以速度v o匀速地移动到B点,已知滑轮高度为h,A、B之间的水平距离为s,物体质量为m.

求:人对物体所做的功。

17.解析:由题胫骨最小处所受冲击力超过

F=N N s 4

4

8

106.9102.32105.1?=????=?-δ时会造成骨折。

设下落地安全高度为h 1,触地时重心又下降高度为h 2,落地者质量为m ,落地速度为v ,与地碰撞时间为t ?

由动能定理mg(h 1+h 2)-Fh 2=0 所以h 1=

22h h mg

F

- 代入数据得h 1=

m m m 91.101.001.010

50106.94

=-??? 18.解析:(1)取底面积与车叶转动圆面积相等的圆柱体,取圆柱体的长度为v ×1,则圆柱体内的气体即为每秒钟冲击车叶的气流体积

V=)(1054.7162013

3

2

2

m v r ?=???=??ππ

(2)这些气流的动能为)(1063.161054.72.12

1

215232J pVv E k ?=????==

(3)这些气流的动能有10%转化为电能,单位时间内产生的电能即为发电的功率

.1063.1%104W E P k ?=?=

19.解析:小球运动到M 点时,速度为m v ,轨道对球的作用力为N ,由向心力公式可得:

N+m g=,2R v m m 0.5+0.05×10=0.05×2

.02

m

v m v =2m/s

从N 到M 点由动能定理: -mg 2

22

1212N M f mv mv W R -=-? W f =

2.021005.0205.02

1405.021********

2???-??-??=?--R mg mv mv M N W f =0.1J

20.解析:人从A 点移到B 点,物体上升的高度为H ,由几何关系

可知:H=h s h -+22

故==?mgH E p mg[h s h -+22]

当人运动到B 点时,将人运动的速度0v 沿图所示沿绳子和垂直于绳

θ

sin 01v v =

而sin θ=

2

2

h

s s +2

201h s s v v +=

物体此时上升的速度为 =

1v 2

2

0h

s s v +

人在A 点时,物体上升的速度为零,

则)

(2210212

222

02222

021h s s mv h s s mv mv E k +=+=-=? 人所做的功为W=).()

(22

22

22

20h s h mg h s s mv E E p k -+++=?+?

3、如图所示,物体A 和B 系在跨过定滑轮的细绳两端,物体A 的质量m A =1.5kg , 物体B 的质量m B =1kg 。开始时把A 托起,使B 刚好与地面接触,此时物体A 离地高度 为1m ,放手让A 从静止开始下落,则当A 着地时,B 的速率为 m/s ,物体A 落 地后,B 还能升高 m 。(g=10m/s 2

4、某地强风的风速约为v=20m/s ,设空气密度为ρ=1.3kg/m 3

,如果把通过横截面积为S=20m 2

的风的动能全部转化电能,则利用上述已知量计算得电功率P= W 。

5、如图所示,一小球从距地面4m 高处自由下落到地面,恰沿半径R=0.5m 的半圆形槽运动,到最低点时速度v B =8m/s ,然后继续沿圆弧运动,到脱离槽后又竖直上升,则小球离槽后,竖直上升可达的高度h= m 。(g=10m/s 2

6、一根长为L=2m的均匀绳索,一部分放在光滑水平桌面上,长为L1=0.5m的另一部分自然垂在桌面下,如图所示,开始时绳索静止,释放后绳索将沿桌面滑下,则绳索刚滑离桌面时的速

度 m。(保留小数点后一位)

答案与解析

1、答案:B

2、答案:D

分析与解:分析两球受力,确定它们的加速度可知速度不等,对系统进行分析两球机械能不守恒。绳断瞬间,P、Q两球受力分析如图,由牛顿第二定律可知a p=2g,a Q=0,显然,在P、Q两球开始下落的一小段时间内,两球的速度是不同的,在两个小球下落的过程中,只有重力和弹力做功,满足机械能守恒定律的条件,机械能中除重力势能外还有弹性势能,因而答案为D。

3、答案:2, 0.2

分析与解:系统重力势能的减少量为ΔE p=(m A-m B)gh.

系统动能的增加量为ΔE k= (m A+m B)v2.

系统的机械能是守恒的,故(m A-m B)gh= (m A+m B)v2.

解得v=2m/s。

(2)A落地后,B仍有2m/s向上的速度,此后绳松驰,B做初速为2m/s的竖直向上抛运动,达最大高度H0。由运动学公式得H= =0.2m。

4、答案:104000

分析与解:功率的意义是单位时间内转化的能量;P=W/t=ΔE/Δt,因此只要求出单位时间内通过截面s的风的动能,则可求出的表示式。

规范解答:设在t秒内通过截面S的空气的质量m,则m=ρV体=ρS l=ρSvt。

在t秒内通过截面S的风的动能为E k=mv2/2=ρSv3t/2.

因为风的动能全部转化为电能,所以其电功率公式为P=E k/t=ρSv3/2,把已知量代入得

P=104000W。

5、答案:1.4

分析与解:首先由题中数据可判断mg(R+H)> mv B2

说明球在弧AB段克服阻力做了功,机械能有损失,由弧AB同弧BC的轨道对称,忽略速率不对称的差异,近似地认为球在弧BC段运动损失的机械能亦跟在弧AB段上一样。

对O→D过程

mg(H-h)-2W f=0 (1)

对O→B过程

mg(H+R)-W f= mv B2-0= mv B2 (2)

由(1)、(2)两式可解出h=1.4m。

6、答案:4.3

分析与解:绳索下滑过程中,只有重力做功,故整根绳索的机械能守恒,设整根绳索的质量为m,把绳索分为两部分:下垂部分的质量为m1=L1m/L,在桌面上部分质量为m2=m(L-L1)/L,选取桌面为零势

释放时绳索的机械能E 1=-m 1gL 1/2=-mgL 12

/2L 刚离开桌面时绳索的机械能E 2=mv 2

/2-mgL/2

由机械能守恒定律得:

解得:v= =4.3m

15、(8分)人从一定的高度落地容易造成骨折.一般人胫骨的极限抗压强度约为1.5×108N/m 2,胫骨最小横截面积大多为3.2cm 2.假若一质量为50kg 的人从某一高度直膝双足落地,落地时其重心又下降约1cm ,试计算一下这个高度超过多少时,就会导致胫骨骨折.(g 取10m/s 2)

16、(8分)如图所示,半径为r ,质量不计的圆盘盘面与地面相垂直.圆心处有一个垂直盘面的光滑水平固定轴O ,在盘的最右边缘固定一个质量为m 的小球A ,在O 点的正下方离O 点r/2处固定一个质量也为m 的小球B .放开盘让其自由转动,问: (1) 当A 球转到最低点时,两小球的重力势能之和减少了多少?

(2) 在转动过程中半径OA 向左偏离竖直方向的最大角度是多少?

17、(8分)质量为5kg 的木块静止在高为2.5m的水平桌面上,二者间的动摩擦

因数为0.2。今用50N 的推力使它向前运动3m 时撤去推力,木块又滑行2m 后从桌边飞出。求木块离开桌边时的速度和落地时速度的大小分别为多少?

18、(8分)质量均为m 的物体A 和B 分别系在一根不计质量的细绳两端,绳子跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的定滑轮上,斜面固定在水平地面上,开始时把物体B 拉到斜面底端,这时物体A 离地面的高度为0.8米,如图所示.。

若摩擦力均不计,从静止开始放手让它们运动.(斜面足够长,g 取10m/s 2)求: (1) 物体A 着地时的速度;

(2)物体A 着地后物体B 沿斜面上滑的最大距离.

v /m ·s -1

道上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过处理转化为v —t 图象,如图所示(除2s —10s 时间段图象为曲线外,其余时间段图象均为直线)。已知在小车运动的过程中,2s —14s 时间段内小车的功率保持不变,在14s 末停止遥控而让小车自由滑行,小车的质量为1.0kg ,可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变.求:

(1)小车所受到的阻力大小; (2)小车匀速行驶阶段的功率;

(3)小车在加速运动过程中位移的大小.

15、(8分)1.91m 16、(8分)(1)mgr/2 (2)sinθ=3/5

17、(8分)102m/s ;103m/s

18、(8分)(1)1.5N (2)9W (3)42m 19、(9分)(1)2m/s ;(2)0.4m

10、以10m/s 的初速度从10m 高的塔上水平抛出一颗石子,不计空气阻力,求石子落地时速度的大小.

11、如图所示,一根长为m 1,可绕O 轴在竖直平面内无摩擦转动的细杆AB ,已知m OB m OA 4.0;6.0==,质量相等的两个球分别固定在杆的B A 、端,由水平位置自由释/

12、如图所示,AB为一长为L的光滑水平轨道,小球从A点开始做匀速直线运动,然后冲上竖直平面内半径为R的光滑半圆环,到达最高点C后抛出,最后落回到原来的出发点A处,如图所示,试求小球在A点运动的速度为多大?

7、H/K

8M m g h M m

+

9、60J

10、

11

12

9、如图所示,一木块(可视为质点)沿倾角为37°的斜面从斜面底端以4.2m/s的初速度滑上斜面。已知斜面与小块间的动摩擦因数为0.25,规定木块初始位置重力势能为零,试求木块的重力势能等于动能时距斜面底端的高度

10、如图所示,有一半径为R 的半圆形圆柱面MPQ ,质量为2m 的A 球与质量为m 的B 球,用轻质绳连接后挂在圆柱面边缘.现将A 球从边缘M 点由静止释放,若不计一切摩擦,求A 球沿圆柱面滑到最低点P 时的速度大小.

11、如图所示,一根轻的刚性杆长为2l ,中点A 和右端点B 各固定一个质量为m 的小球,左端O 为水平转轴。开始时杆静止在水平位置,释放后将向下摆动。问杆从开始释放到摆到竖直位置的过程中,杆对B 球做了多少功?

17.如图所示,AB 和CD 为半径为R =l m 的1/4圆弧形光滑轨道,BC 为一段长2m 的水平轨道.质量为2 kg 的物体从轨道A 端由静止释放,若物体与水平轨道BC 间的动摩擦因数为0.1,求:(l )物体第1次沿CD 弧形轨道可上升的最大高度.(2)物体最终停下来的位置与B 点的距离.

18.人骑自行车上坡,坡长200 m ,坡高10 m .人和车的质量共100 kg ,人蹬车的牵引力为100 N ,若在坡底时自行车的速度为10 m/s ,到坡顶时速度为4 m/s .(g 取10 m/s 2)求:(1)上坡过程中人克服阻力做多少功?(2)人若不蹬车,以10m/s 的初速度冲上坡,能在坡上行驶多远?

A B C D

19.一辆质量为2.0×103 kg,额定功率为6.0×104 W的汽车,汽车受到的阻力为一定值.若汽车在水平公路上以额定功率行驶,在某时刻汽车的速度为20m/s时,加速度为0.50m/s2.求:(1)汽车所能达到的最大速度是多大?(2)若汽车以1.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动,这一过程能持续多长时间?

20.杂技演员在进行“顶杆”表演时,用的是一根质量可忽略不计的长竹竿,质量为30 kg的演员自杆顶由静止开始下滑,滑到杆底时速度正好为零.已知竹竿底部与下面顶杆人肩部之间有一传感器,传感器显示顶杆人肩部的受力情况如图所示,取g= 10 m/s2.

求:(1)杆上的人下滑过程中的最大速度;

(2)竹竿的长度.

21.如图所示,在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K ,一条不可伸长的轻绳绕过K 分别与物块A 、B 相连,A 、B 的质量分别为m A 、m B .开始时系统处于静止状态.现用一水平恒力F 拉物块A ,使物块B 上升.已知当B 上升距离为h 时,B 的速度为v .求此过程中物块A 克服摩擦力所做的功.重力加速度为g .

17.如图所示,AB 和CD 为半径为R =l m 的1/4圆弧形光滑轨道,BC 为一段长2m 的水平轨道.质量为2 kg 的物体从轨道A 端由静止释放,若物体与水平轨道BC 间的动摩擦因数为0.1,求:(l )物体第1次沿CD 弧形轨道可上升的最大高度.(2)物体最终停下来的位置与B 点的距离.

18.人骑自行车上坡,坡长200 m ,坡高10 m .人和车的质量共100 kg ,人蹬车的牵引力为100 N ,若在坡底时自行车的速度为10 m/s ,到坡顶时速度为4 m/s .(g 取10 m/s 2)求:(1)上坡过程中人克服阻力做多少功?(2)人若不蹬车,以10m/s 的初速度冲上坡,能在坡上行驶多远?

A B C D

车所能达到的最大速度是多大?(2)若汽车以1.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动,这一过程能持续多长时间?

20.如图所示,在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K,一条不可伸长的轻绳绕过K分别与物块A、B相连,A、B的质量分别为m A、m B.开始时系统处于静止状态.现用一水平恒力F拉物块A,使物块B上升.已知当B上升距离为h时,B的速度为v.求此过程中物块A克服摩擦力所做的功.重力加速度为g.

21.杂技演员在进行“顶杆”表演时,用的是一根质量可忽略不计的长竹竿,质量为30 kg的演员自杆顶由静止开始下滑,滑到杆底时速度正好为零.已知竹竿底部与下面顶杆人肩部之间有一传感器,传感器显示顶杆人肩部的受力情况如图所示,取g= 10 m/s2.

求:(1)杆上的人下滑过程中的最大速度;

(2)竹竿的长度.

17.0.8 m ,2 m .

18.答案:(1)5800 J ;(2)63.3m . 解析:

(1)由v t 2- v 02=2as ,可解得a=0.21m/s 2.设阻力为f ,则有F-mg sin θ-f=ma ,解得f=29 N .所以克服阻力做的功为:W=fs=5 800 J

(2)2

1mv 2=mgh+fs=mgs sin θ+fs ,解得s=63.3 m .

19.答案:(1)30m/s ;(2)8s

解析:(1)设汽车受到的阻力为f ,当汽车的速度为20m/s 时,牵引力为F 1,

由动能定理F 1-f =ma ① F 1=

1

v P 额=20

1064

?=3000N ②

∴汽车受到的阻力为f =2000N ③

当汽车的加速度a =0,即汽车的牵引力F 等于阻力f 时,汽车有最大速度v m ,∴

3

3

1021060??=

==f P F P v m =30m/s ④

(2)汽车由静止开始做匀加速运动,当P 增加到等于P 额时,匀加速运动结束,此时的速度F

P v 额=

⑤ 由牛顿第二定律:ma f

F =- ⑥

由①、②式解得,v =12m/s ⑦ 所用时间:5

.112==a

v t =8s

大小,对AB 系统,由动能定理有:

Fh -W -m B gh =1

2 (m A +m B )v 2 求得:W =Fh -m B gh -1

2 (m A +m B )v 2

21.解析:(1)以人为研究对象,人加速下滑过程中受重力mg 和杆对人的作用力F 1,由题图可知,人加速下滑过程中杆对人的作用力F 1为180 N .由牛顿第二定律得

mg 一F 1 =ma ,则a =4 m/s 2.

1s 末人的速度达到最大,则v = at 1=4 m/s. (2)加速下降时位移为:2112

1at s ==2 m.

减速下降时,由动能定理得,2

10)(222mv s F mg -=-

代入数据解得s 2=4m ,s =s 1+s 2=6m .

10.一列火车质量是1000t ,由静止开始以额定功率沿平直轨道向某一方向运动,经1min 前进900m 时达到最大速度。设火车所受阻力恒定为车重的0.05倍,g 取10m/s 2,求:(1) 火车行驶的最大速度;(2) 火车的额定功率;(3) 当火车的速度为10m/s 时火车的加速度。

11.如图5-4所示是我国某优秀跳水运动员在跳台上腾空而起的英姿。跳台距水面高度为10 m ,此时她恰好到达最高位置,估计此时她的重心离跳台台面的高度为1 m 。当她下降到手触及水面时要伸直双臂做一个翻掌压水花的动作,这时她的重心离水面也是 1 m.,g 取10

m/s 2,求:

(2) 忽略运动员进入水面过程中受力的变化,入水之后,她的重心能下沉到离水面约2.5 m处,试估算水对她的平均阻力约是她自身重力的几倍?

12.如图所示,用恒力F通过光滑的定滑轮,将静止于水平面上的物体从位置A拉到位置B,物体可视为质点,定滑轮距水平面高为h,物体在位置A、B时,细绳与水平面的夹角分别为α和β,求绳的拉力F对物体做的功.

13.一粗细均匀的铁杆AB长为L,横截面积为S,将杆的全长分为n段,竖直插入水中,求第n段铁杆浸没于水中的过程中克服浮力所做的功.

14..已知某弹簧的劲度系数为7.5N/cm,请用作图法求出当弹簧从伸长量8cm变为伸长量4cm的过程中弹力所做的功及弹性势能的变化量。

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