2014年重慶高考物理考試科目包括:質點的直線運動、相互作用與牛頓運動定律、曲線運動、萬有引力、機械能守恒定律、動量守恒定律、波粒二象性、原子結構、分子動理論、能量守恒定律等。
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題目:一個質量為5kg的物體,在水平地面上受到一個與水平方向成37度角斜向上的拉力F=10N的作用,物體移動了2m的距離,已知物體與地面間的滑動摩擦系數為0.2,求:
(1)拉力對物體做了多少功?
(2)摩擦力對物體做了多少功?
(3)合外力對物體做了多少功?
解析:
(1)根據功的計算公式,拉力對物體做的功為:
$W_F = F \cdot s \cdot cos\theta = 10 \times 2 \times cos37^{\circ} = 14.4$J
(2)摩擦力對物體做的功為:
$W_{f} = - f \cdot s = - (mg \cdot \mu + F_{斜} \cdot sin\theta) \cdot s = - (5 \times 10 \times 0.2 + 10 \times sin37^{\circ}) \times 2 = - 24$J
(3)合外力對物體做的功即為物體動能的變化量,根據動能定理,有:
$W_{合} = \Delta E_{k} = \frac{1}{2}mv^{2} - \frac{1}{2}mv_{0}^{2}$
其中,v是物體的末速度,v_{0}是物體的初速度(在本題中,v_{0}為0)。由于題目沒有給出具體的運動過程,我們無法直接求出v。但是,根據牛頓第二定律和運動學公式,我們可以求出物體的加速度a,進而求出物體的末速度v。最后,根據動能定理,我們就可以求出合外力對物體做的功。
答案:(1)拉力對物體做了14.4J的功。
(2)摩擦力對物體做了-24J的功。
(3)合外力對物體做了多少功需要具體求解物體的運動過程才能得出。