13. 一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍,货车(含驾驶员)空载时重为$1.5×10^{4}N$。求:
(1)货车空载行驶时所受的阻力大小。
(2)货车以36km/h的速度空载匀速行驶时,10s内货车牵引力做的功。
(1)货车空载行驶时所受的阻力大小。
(2)货车以36km/h的速度空载匀速行驶时,10s内货车牵引力做的功。
答案
(1)货车空载行驶时所受的阻力大小:
$f = 0.1G = 0.1×1.5×10^{4}N = 1500N$。
(2)货车的速度$v = 36km/h = 10m/s$,
根据$v=\frac{s}{t}$可得,$10s$内货车行驶的距离:
$s = vt = 10m/s×10s = 100m$,
因为货车匀速行驶,所以牵引力与阻力是一对平衡力,即$F = f = 1500N$,
$10s$内货车牵引力做的功:
$W = Fs = 1500N×100m = 1.5×10^{5}J$。
综上,答案为:(1)$1500N$;(2)$1.5×10^{5}J$。
$f = 0.1G = 0.1×1.5×10^{4}N = 1500N$。
(2)货车的速度$v = 36km/h = 10m/s$,
根据$v=\frac{s}{t}$可得,$10s$内货车行驶的距离:
$s = vt = 10m/s×10s = 100m$,
因为货车匀速行驶,所以牵引力与阻力是一对平衡力,即$F = f = 1500N$,
$10s$内货车牵引力做的功:
$W = Fs = 1500N×100m = 1.5×10^{5}J$。
综上,答案为:(1)$1500N$;(2)$1.5×10^{5}J$。
14. 步行是一种简易的健身运动。小华根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图,对步行时重心的变化进行了分析,当两脚一前一后着地时重心降低,而单脚着地迈步时重心升高,因此每走一步都要克服重力做功。如果小华的质量为50kg,请根据图中
小华测量的有关数据,计算他每走一步克服重力所做的功(g取10N/kg)。

小华测量的有关数据,计算他每走一步克服重力所做的功(g取10N/kg)。
答案
25J
解析
1. 计算重力:$G = mg = 50\,kg × 10\,N/kg = 500\,N$。
2. 求重心升高高度$h$:步距$50\,cm=0.5\,m$,腿长$65\,cm=0.65\,m$。两脚着地时,重心高度$h_1 = \sqrt{(0.65\,m)^2 - (0.5\,m/2)^2} = \sqrt{0.4225 - 0.0625} = 0.6\,m$;单脚着地时重心高度$h_2 = 0.65\,m$,则$h = h_2 - h_1 = 0.65\,m - 0.6\,m = 0.05\,m$。
3. 克服重力做功:$W = Gh = 500\,N × 0.05\,m = 25\,J$。
2. 求重心升高高度$h$:步距$50\,cm=0.5\,m$,腿长$65\,cm=0.65\,m$。两脚着地时,重心高度$h_1 = \sqrt{(0.65\,m)^2 - (0.5\,m/2)^2} = \sqrt{0.4225 - 0.0625} = 0.6\,m$;单脚着地时重心高度$h_2 = 0.65\,m$,则$h = h_2 - h_1 = 0.65\,m - 0.6\,m = 0.05\,m$。
3. 克服重力做功:$W = Gh = 500\,N × 0.05\,m = 25\,J$。
15. 如图所示,重物P放在一水平长木板OA上,将长木板绕O端匀速缓慢转动一定角度,重物P相对于长木板始终保持静止。匀速转动过程中,下列说法错误的是(

A.外力对长木板做了功
B.长木板对重物P做了功
C.重物P的机械能不断变大
D.长木板和重物的总机械能保持不变
D
)A.外力对长木板做了功
B.长木板对重物P做了功
C.重物P的机械能不断变大
D.长木板和重物的总机械能保持不变
答案
D
解析
A.外力使长木板转动,木板位置变化,外力对木板做功,A正确;B.长木板对P的静摩擦力沿木板向上,P随木板升高,摩擦力在位移方向做功,B正确;C.P静止动能不变,高度增加重力势能增大,机械能变大,C正确;D.木板转动时重心升高重力势能增加,P机械能也增加,总机械能增大,D错误。
16. 如图所示,一顾客用一水平恒力F将购物车从粗糙斜坡的底端匀速推上顶端,斜坡长s,高h,购物车(含车上物品)重为G,在这个过程中,水平推力做的功为(

A.0
B.$Fs$
C.$Gh$
D.$F\sqrt{s^{2}-h^{2}}$
D
)A.0
B.$Fs$
C.$Gh$
D.$F\sqrt{s^{2}-h^{2}}$
答案
D
解析
功的计算公式为$W = Fs$,其中$F$是力的大小,$s$是物体在力的方向上移动的距离。题目中水平推力为$F$,购物车在水平方向移动的距离是斜坡的水平长度。斜坡长$s$,高$h$,根据勾股定理,斜坡水平长度为$\sqrt{s^{2}-h^{2}}$,即购物车在水平推力方向上移动的距离。因此水平推力做的功为$W = F\sqrt{s^{2}-h^{2}}$。
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