2017-2018学年同步备课粤教版必修2 第23点 求解变力做功的“五法”
2017-2018学年同步备课粤教版必修2 第23点 求解变力做功的“五法”第2页

(2)设摩托车在冲向高台顶端的过程中克服阻力所做的功为Wf, 根据动能定理

W-Wf-mgh=mv2-mv

代入数据,可得Wf=1.11×103 J

答案 (1)1.2×104 J (2)1.11×103 J

如图3所示,一质量m=1.0 kg的物体从半径R=5.0 m的圆弧的A端,在拉力作用下沿圆弧缓慢运动到B端(圆弧AB在竖直平面内).拉力F的大小始终为15 N不变,方向始终沿物体在该点的切线方向.圆弧所对应的圆心角为60°,BO边沿竖直方向,g取10 m/s2.在这一过程中,求:

图3

(1)拉力F做的功;

(2)重力G做的功;

(3)圆弧面对物体的支持力FN做的功.

答案 (1)78.5 J (2)-25 J (3)0

解析 (1)将圆弧AB分成很多小段l1,l2,...,ln,则拉力在每小段上做的功为W1,W2,...,Wn,因拉力F大小不变,方向始终沿物体在该点的切线方向,所以W1=Fl1,W2=Fl2,...,Wn=Fln,所以WF=W1+W2+...+Wn=F(l1+l2+...+ln)=F·R=78.5 J.

(2)重力G做的功WG=-mgR(1-cos 60°)=-25 J.

(3)物体受的支持力FN始终与物体的运动方向垂直,所以WN=0.