Question

13．高一、21班同學(xué)小米做了如下實(shí)驗(yàn)，在離地1.8m高的光滑水平桌面上停放著質(zhì)量為0.5kg的小滑塊，用F=2N的水平推力向右從靜止開始推滑塊，當(dāng)滑塊向右運(yùn)動2m時撤去，此時滑塊恰好從桌邊飛出落到地上，取g=10m/s²，空氣阻力不計，求：
（1）撤去F時滑塊的速度大�。�
（2）從開始運(yùn)動到落地的整個過程中，外力對滑塊所做的總功．
（3）滑塊剛落地時重力的瞬時功率．

Answer 1

分析 （1）水平推力持續(xù)作用在滑塊上的過程，推力做功，根據(jù)動能定理求出滑塊的速度．
（2）對整個運(yùn)動過程，應(yīng)用功的計算公式可以求出總功．
（3）滑塊飛出桌邊后做平拋運(yùn)動，豎直方向做自由落體運(yùn)動，求出落地時豎直方向速度，再根據(jù)P=mgv_y求解重力功率．

解答 解：（1）由動能定理得：Fs=$\frac{1}{2}$mv₀²-0，代入數(shù)據(jù)解得：v₀=4m/s；
（2）滑塊從開始運(yùn)動到落地過程，外力對滑塊做的總功：W=Fs+mgh=13J；
（3）滑塊飛出桌邊后做平拋運(yùn)動，豎直方向做自由落體運(yùn)動，
落地時，豎直方向的速度為：v_y=$\sqrt{2gh}$=$\sqrt{2×10×1.8}$=6m/s，
滑塊在落地時重力的功率大小為：P=mgv_y=0.5×10×6=30W；
答：（1）撤去F時滑塊的速度大小為4m/s．
（2）從開始運(yùn)動到落地的整個過程中，外力對滑塊所做的總功是13J．
（3）滑塊剛落地時重力的瞬時功率是30W．

點(diǎn)評 本題考查了求速度、功、功率問題，分析清楚物體運(yùn)動過程，應(yīng)用動能定理、功的計算公式、功率公式可以解題．