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D
C
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600
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解:汽车在水平公路上匀速行驶,牵引力与阻力平衡,所以牵引力$F = f = 0.3G。$
已知车重$G = 2×10^4\ \text{N},$行驶距离$s = 1.5\ \text{km} = 1500\ \text{m},$则:
牵引力$F = 0.3×2×10^4\ \text{N} = 6×10^3\ \text{N},$
牵引力做功$W = Fs = 6×10^3\ \text{N}×1500\ \text{m} = 9×10^6\ \text{J}。$
汽车在水平方向行驶,重力方向竖直向下,在重力方向上没有移动距离,所以重力做功为$0\ \text{J}。$
答:在1分钟内牵引力做功$9×10^6\ \text{J},$汽车的重力做功$0\ \text{J}。$
解:由图可知,承担物重的绳子段数$n = 3。$不计动滑轮和绳子的重力以及各处的摩擦,拉力$F=\frac{1}{n}G=\frac{1}{3}\times120\ \text{N}=40\ \text{N}。$
物体上升的速度$v_{\text{物}}=0.4\ \text{m/s},$则绳子自由端移动的速度$v_{\text{绳}}=nv_{\text{物}}=3\times0.4\ \text{m/s}=1.2\ \text{m/s}。$
在$t = 5\ \text{s}$内,绳子自由端移动的距离$s=v_{\text{绳}}t=1.2\ \text{m/s}\times5\ \text{s}=6\ \text{m}。$
拉力做的功$W=Fs=40\ \text{N}\times6\ \text{m}=240\ \text{J}。$
答:拉力$F$的大小是$40\ \text{N},$在$5\ \text{s}$内拉力做了$240\ \text{J}$的功。
A
1. 首先分析物体的受力情况:
因为物体在水平地面上匀速移动,根据二力平衡条件,在水平方向上,拉力$F$与摩擦力$f$是一对平衡力,即$F = f$。
已知$f = 20N$,所以$F = 20N$,故B、C错误。
2. 然后分析重力做功情况:
根据功的计算公式$W=Fs$(其中$F$是力,$s$是在力的方向上移动的距离),重力$G = 100N$,物体在重力方向(竖直方向)上没有移动距离,即$h = 0$。
那么重力做的功$W_G=Gh=100N×0 = 0J$,故A错误。
3. 最后分析拉力做功情况:
已知拉力$F = 20N$,物体在拉力方向(水平方向)上移动的距离$s = 5m$。
根据功的计算公式$W = Fs$,可得拉力做的功$W_F=Fs=20N×5m = 100J$。
综上,答案是D。