F图 5-1-8机械能守恒定律例题解析与期末测试题（附答案）例题解析例 1．如图 5-1-8 所示，滑轮和绳的质量及摩擦不计，用力 F 开始提升原来静止的质量为 m＝10kg的物体，以大小为 a＝2m／s2的加速度匀加速上升，求头 3s 内力 F 做的功.(取 g＝10m／s2) 【解析】利用 w＝Fscosa 求力 F 的功时，要注意其中的 s 必须是力 F 作用的质点的位移.可以利用等效方法求功，要分析清楚哪些力所做的功具有等效关系.物体受到两个力的作用：拉力 F ＇和重力 mg，由牛顿第二定律得F'−mg=ma 所以F'=mg+ma= 10×10+10×2=120N则力F= F'2 =60N 物体从静止开始运动，3s 内的位移为s=12 at2=12 ×2×32=9m 解法一： 力 F 作用的质点为绳的端点，而在物体发生 9m 的位移的过程中，绳的端点的位移为 s/＝2s＝18m，所以，力 F 做的功为 W =F s'=F2 s= 60×18=1080J 解法二 ：本题还可用等效法求力 F 的功. 由于滑轮和绳的质量及摩擦均不计，所以拉力 F 做的功和拉力 F’对物体做的功相等. 即W F=W F'=F' s= 120×9=1080J例 2. 汽车质量 5t，额定功率为 60kW，当汽车在水平路面上行驶时，受到的阻力是车重的 0.1 倍，问：Fmg图 5-2-5图 5-3-1（1）汽车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？（2）若汽车从静止开始，保持以 0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？ 【解析】(1) 当汽车达到最大速度时，加速度 a=0，此时F=f =μmg ① P=Fvm ②由①、②解得vm= Pμmg=12m/s(2) 汽车作匀加速运动，故 F 牵-μmg=ma，解得 F 牵=7.5×103N设汽车刚达到额定功率时的速度为 v，则 P = F 牵·v，得 v=8m/s设汽车作匀加速运动的时间为 t，则 v=at得 t=16s例 3.质量是 2kg 的物体，受到 24N 竖直向上的拉力，由静止开始运动，经过 5s；求：①5s 内拉力的平均功率②5s 末拉力的瞬时功率（g 取 10m/s2）【解析】物体受力情况如图 5-2-5 所示，其中 F 为拉力，mg 为重力由牛顿第二定律有 F－mg=ma解得 a= 2m/s25s 内物体的位移 s=12 at2=2.5m所以 5s 内拉力对物体做的功 W=FS=24×25=600J5s 内拉力的平均功率为¯P=Wt =6005 =120W5s 末拉力的瞬时功率P=Fv=Fat=24×2×5=240W例 4.一个物体从斜面上高 h 处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止，测得停止处对开始运动处的水平距离为 S，如图 5-3-1，不考虑物体滑至斜面...
