【点评】本题考查了学生对功的公式的了解与掌握,注意做功时两个必要因素(力和距离)方向的一致性,易错点。
例6、如图1所示,水平地面上有一长方体木箱,小林用水平推力F把木箱向前推动,此过程中,推力F和木箱前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图2甲、乙所示。在第2s时刻,木箱受到的摩擦力f= N,在0~1s内,推力对木箱所做的功 J。
【分析】(1)物体处于静止或者匀速直线运动状态时,受到的力是平衡力,相互平衡的两个力大小相等;物体做匀速运动时,受到的摩擦力是最大静摩擦力,即使再做加速运动,受到的摩擦力也不变;
(2)根据做功的两个条件:有力作用在物体上且物体在力的方向上通过了距离,判断在0~1s内推力是否做功。
【解答】解:
(1)由乙图可知,在3~5s内木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,由力的平衡条件可知,木箱受到的滑动摩擦力f=F;由甲图可知,在3~5s内推力F=20N,则木箱受到的滑动摩擦力f=F=20N;
由图乙可知,木箱在1~3s内做加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力与推力大小无关,接触面的粗糙程度、物体间的压力均不变,木箱受到的滑动摩擦力不变,则1~3s内木箱受到的摩擦力大小仍为20N。
(2)木箱在0~1s内没有动,因此,在0~1s内,推力对木箱所做的功为0J;
故答案为:20;0。
【点评】本题考查了学生对力学图象的分析能力,能从图象上得到有用的物理信息是解题的关键,是一道锻炼学生分析思考能力的好题。
例7、小红家住10楼,每天放学后她都要坐电梯回家。已知小红身体的质量为40kg,她的书包质量为10kg,她家所住的住宅楼每层高为3m。(g取10N/kg)
(1)坐电梯匀速从1楼到10楼,小红对书包做功多少焦耳?
(2)电梯对小红至少做功多少焦耳?
(3)某天由于停电,小红走楼梯步行上楼,每层楼高及楼梯的长度如图所示,她从1楼上到家住的10楼,克服重力做的总功是多少焦耳?
【分析】根据G=mg,算出书包和小红的重力,再根据W=Gh,得出所做的功;另外要明确爬楼所通过的距离。
【点评】熟练运用重力的计算公式、功的计算公式,是解答此题的关键。