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(a) 功是……和……的乘积。
(b) 在圆周运动的物体上所做的功是……
(c) 当一个……的力使物体沿力的方向移动……的距离时,所做的功为 1 焦耳。
(d) 物体做功的能力称为……;物体由于运动而做功的能力称为……
(e) 物体的势能和动能之和称为……能。

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更新于 2022 年 10 月 10 日 12:41:56

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(a) 功是力与位移的乘积。 (b) 在圆周运动的物体上所做的功为零。 (c) 当一个一千克的力使物体沿力的方向移动一米的距离时,所做的功为 1 焦耳。 (d) 物体做功的能力称为能量。物体由于运动而做功的能力称为动能。

功的多少取决于哪些量?它们与功之间有什么关系?

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我们知道功的公式:$W=Fd\cos\theta$ 其中,$W\rightarrow$ 功;$F\rightarrow$ 作用力;$d\rightarrow$ 位移;$\theta\rightarrow$ 作用力方向与位移方向之间的夹角。因此,从上述功的表达式可以看出,它取决于:(i) 作用在物体上的力 (ii) 物体的位移 (iii) 作用力方向与位移方向之间的夹角。

力作用在物体上,但功是否可能为零?请举例说明。

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力作用在物体上,但功可能为零。例如,一个人推墙。这里施加了力,但没有位移,所以所做的功为零。

一个男孩垂直向上抛出一个橡胶球。所做的功是正功还是负功?
(a) 男孩施加的力所做的功?
(b) 地球的万有引力所做的功?

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一个男孩垂直向上抛出一个橡胶球。(a) 男孩施加的力所做的功为正功,因为橡胶球的位移方向与施加力的方向相同。(b) 地球的万有引力所做的功为负功,因为位移方向与万有引力方向相反。

当物体与力方向成一定角度运动时,写出物体所做的功的公式。解释每个符号的含义。

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功的公式:$W=Fd\cos\theta$ $W\rightarrow$功;$d\rightarrow$位移;$\theta\rightarrow$力作用方向与位移方向之间的夹角。

一个质量为 $200\ g$ 的球从 5 米高处落下。当它刚好到达地面时,它的动能是多少?$(g=9.8 m/s^2)$。

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已知,球的质量 $m=200\ g=0.2\ kg$;高度 $h=5\ m$;重力加速度 $g=9.8\ m/s^2$。因此,球的势能 $P=mgh$ $=0.2\times9.8\times5$ $=9.8\ 焦耳$。当球到达地面时,其总能量转化为动能。因此,球的动能为 $9.8\ m/s^2$。

两个质量相等的物体分别以 2 m/s 和 6 m/s 的匀速运动。计算它们的动能之比。

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设每个物体的质量为 $m$。已知,第一个物体的速度 $v_1=2\ m/s$;第二个物体的速度 $v_2=6\ m/s$。因此,第一个物体的动能 $K_1=\frac{1}{2}mv_1^2$ $=\frac{1}{2}m(2)^2$ $=2m\ 焦耳$。同样,第二个物体的动能 $K_2=\frac{1}{2}mv_2^2$ $=\frac{1}{2}m(6)^2$ $=18m\ 焦耳$。因此,$\frac{K_1}{K_2}=\frac{2m}{18m}$ 或 $K_1:K_2=1:9$。因此,动能之比为 1:9。

一个 2 kg 的物体从静止开始下落。2 秒钟后下落过程中的动能是多少?$(假设\ g=10\ m/s^2)$

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已知,物体的质量 $m=2\ kg$;初速度 $u=0$;重力加速度 $g=10\ m/s^2$;时间 $t=2\ s$。根据运动学公式 $v=u+gt$,$v=0+10\times2$ 或 $v=20\ m/s$。因此,物体的动能 $K=\frac{1}{2}mv^2$ $=\frac{1}{2}\times2\times20^2$ $=400\ J$。因此,物体在 2 秒末的动能为 400 焦耳。

在平坦的公路上,一位骑摩托车的人刹车,速度从 10 m/s 减速到 5 m/s。如果骑摩托车的人和摩托车的总质量为 150 kg,计算刹车所做的功。(忽略空气阻力和摩擦)

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已知,骑摩托车的人和摩托车的总质量 $m=150\ kg$;摩托车的初速度 $v_1=10\ m/s$;末速度 $v_2=5\ m/s$。因此,刹车降低摩托车速度所做的功等于摩托车动能的变化。所以,$W=K_1-K_2$ $=\frac{1}{2}m(v_1^2-v_2^2)$ $=\frac{1}{2}\times150(10^2-5^2)$ $=75\times75$ $=5625\ 焦耳$。因此,刹车降低摩托车速度所做的功为 5625 焦耳。

一个人从 5 米高的梯子顶端掉下一个 10 kg 的石头。它刚好接触地面时的速度是多少?它到达地面时的动能是多少?$(g=10\ m/s^2)$

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已知,石头的质量 $m=10\ kg$;梯子的高度 $h=5\ m$;重力加速度 $g=10\ m/s^2$。根据运动学公式 $v^2=u^2+2gh$,$v^2=0+2\times10\ m/s^2\times 5\ m$,$v^2=100\ m^2/s^2$,$v=10\ m/s$。动能 $K=\frac{1}{2}mv^2$ $=\frac{1}{2}\times 10\ kg.\times100\ m^2/s^2$ $=500\ 焦耳$。因此,石头到达地面时的动能为 500 焦耳。

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