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用质量为5 kg的均匀铁索从10 m深的井中吊起一质量为20 kg的物体,在这个过程中至少要做多少功?(g取10 m/s2)

答案:
解析:

  要计铁索的重力,作用在物体和铁索上的力至少应等于物体和铁索的重力,但在拉吊过程中,铁索长度逐渐缩短.因此,拉力也在逐渐缩小,即拉力是一个随距离变化的变力,以物体在井底开始算起,我们可以写出拉力随深度h变化的关系:F=Mg+(10-h)=250-5h,0≤h≤10.

  即力随距离做线性变化,这是一个变力做功的问题,利用F-h图线求解.画拉力的F-h图线如图所示,拉力所做的功可用图中梯形面积来表示.

  W=×(250+200)J=2250 J.


练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

〔物理选修3—5〕

(1)下列说法中正确的是       (填入选项前的字母,有填错的不得分)

       A.光电效应实验证实了光具有粒子性

       B.太阳辐射能量主要来自太阳内部的裂变反应

       C.按照玻尔理论,电子沿某一轨道绕核运动,若其圆周运动的频率是ν,则其发光频率也是ν

       D.质子、中子、氘核的质量分别为m1m2m3,当一个质子和一个中子结合成一个氘核时,释放的能量是(m1+m2-m3)c2

(2)光滑水平面上,用弹簧相连接的质量均为2 kg的AB两物体都以v0=6m/s速度向右运动,弹簧处于原长。质量为4 kg的物体C静止在前方,如图所示,BC发生碰撞后粘合在一起运动,求:

      ①BC碰撞刚结束时的瞬时速度;

      ②在以后的运动过程中,物体A是否会有速度等于零的时刻?试通过定量分析,说明你的理由。

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科目:高中物理 来源: 题型:

〔物理选修3—5〕(15分)

(1)(5分)下列说法中正确的是      (填入选项前的字母,有填错的不得分)

       A.光电效应实验证实了光具有粒子性

       B.太阳辐射能量主要来自太阳内部的裂变反应

       C.按照玻尔理论,电子沿某一轨道绕核运动,若其圆周运动的频率是ν,则其发光频率也是ν

       D.质子、中子、氘核的质量分别为m1m2m3,当一个质子和一个中子结合成一个氘核时,释放的能量是(m1+m2-m3)c2

(2)(10分)光滑水平面上,用弹簧相连接的质量均为2 kg的AB两物体都以v0=6m/s速度向右运动,弹簧处于原长。质量为4 kg的物体C静止在前方,如图所示,BC发生碰撞后粘合在一起运动,求:

      ①BC碰撞刚结束时的瞬时速度;

      ②在以后的运动过程中,物体A是否会有速度等于零的时刻?试通过定量分析,说明你的理由。

 

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科目:高中物理 来源:2014届河北省高三上学期第二次调研考试高三物理试卷(解析版) 题型:计算题

(6分)在建筑装修中,工人用质量为5.0 kg的磨石A对地面和斜壁进行打磨,已知A与地面、A与斜壁之间的动摩擦因数μ均相同.(g取10 m/s2)

(1)当A受到水平方向的推力F1=25 N打磨地面时,A恰好在水平地面上做匀速直线运动,求A与地面间的动摩擦因数μ.

(2)若用A对倾角θ=37°的斜壁进行打磨(如图所示),当对A施加竖直向上的推力F2=60 N时,则磨石A从静止开始沿斜壁向上运动2 m(斜壁长>2 m)所需时间为多少?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)

 

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科目:高中物理 来源:2015届天津市高一上学期期末考试物理试卷(解析版) 题型:实验题

(1)在《探究加速度与力、质量的关系》实验中。

① 某组同学用如图所示装置,采用控制变量的方法,来研究小车质量不变的情况下,小车的加速度与小车受到力的关系。下列措施中不需要或不正确的是

A.首先要平衡摩擦力,使小车受到合力就是细绳对小车的拉力。

B.平衡摩擦力的方法就是,在塑料小桶中添加砝码,使小车能匀速滑动。

C.每次改变拉小车拉力后都需要重新平衡摩擦力

D.实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力

E. 每次小车都要从同一位置开始运动

F.实验中应先放小车,然后再开打点计时器的电源

② 某组同学实验得出数据,画出的a -的关系图线,如图所示。从图象中可以看出,作用在物体上的恒力F=      N。当物体的质量为5 kg时,它的加速度为______m/s2

(2)在验证共点力合成实验中,其中的二个步骤是:

a、在水平放置的木板上垫一张白纸,把橡皮条的一端固定在木板上,另一端拴两根细线,通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,使它与细线的结点达到某一位置O点,在白纸上记下O点的位置和两个弹簧秤的读数F1和F2

b、只用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条,使它的伸长量与用两个弹簧秤拉时伸长量一样,记下此时弹簧秤的读数F3和细线的方向。

以上两步骤均有错误或疏漏,指出错在哪里?

在a中是___________________________________________________

在b中是___________________________________________________

 

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科目:高中物理 来源:2010年浙江省瑞安中学高三10月月考物理卷 题型:计算题

图示为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,AB两端相距3m,另一台倾斜,传送带与地面的倾角θ=" 37°," CD两端相距4.45m , BC相距很近.水平部分AB以5m/s的速率顺时针转动.将质量为10 kg的一袋大米放在A 端,到达B端后,速度大小不变地传到倾斜的CD部分,米袋与传送带间的动摩擦因数均为0.5.(g=10m/s2 ,sin37°=0.6,cos37°=0.8,可能用到数据
(1)若CD部分传送带不运转,求米袋沿传送带所能上升的最大距离.
(2)若要使米袋能被送到D端,求CD部分顺时针运转的速度应满足的条件及米袋从C端到D端所用时间的取值范围.

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