高一物理中常见的做功斜面有:
1. 滑块在斜面运动:滑块在斜面顶端有一定初速,沿斜面下滑或向上运动,需要分析摩擦力做功。
2. 传送带问题:物体与传送带接触,一起匀速运动,需要分析摩擦力做功。
此外,还有小车下滑、小车沿斜面加速下滑等斜面模型。具体问题中,可以根据斜面的运动状态、有无摩擦等因素进行受力分析,确定哪些力做功。
题目:一个质量为5kg的物体被一个斜向上的拉力F拉着,从斜面的底端匀速拉到顶端。斜面长为4m,高为1.5m,拉力F的大小为20N,方向始终与斜面垂直。求此过程中拉力做的功。
解答:
首先,我们需要根据题意画出力的示意图,并确定各个力的大小和方向。在这个问题中,我们需要求出拉力F做的功,因此需要计算拉力F在物体上升过程中对物体所做的功。
已知物体的质量为:5kg
已知斜面长为:4m
已知斜面高为:1.5m
已知拉力大小为:20N
已知拉力方向与斜面垂直
根据功的公式 W = Fs cosθ,其中 F 是力的大小,s 是沿力的方向的位移(在这个问题中是斜面的高度),cosθ 是力与位移方向的夹角的余弦。在这个问题中,夹角 θ 是拉力与斜面的夹角。
由于物体是匀速上升的,所以物体的重力势能增加了 WG = mgh = 5kg × 10N/kg × 1.5m = 75J
由于拉力 F 与斜面垂直,所以 cosθ = 0
因此,拉力做的功 W = Fs = 20N × 4m = 80J
所以,此过程中拉力做的功为80J。