Question

【題目】質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平地面上,物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小視為相等。t=0時(shí),物體受到方向不變的水平拉力F的作用,F的大小在不同時(shí)間段內(nèi)有不同的值,具體情況如表格所示(g取10m/s2)。求：

時(shí)間t/s	0～2	2～4	4～6	6～8
拉力F/N	4	8	4	8

(1)4s末拉力的瞬時(shí)功率。

(2)6～8s內(nèi)拉力所做的功。

(3)8s內(nèi)拉力的平均功率。

Answer 1

【答案】（1）32W （2） 96J （3）20W

【解析】試題分析：根據(jù)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力判定物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解加速度，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知4s末速度，根據(jù)P=Fv求瞬時(shí)功率；由位移公式求出6s～8s內(nèi)位移，再求拉力F做的功；再根據(jù)求出平均功率。

(1)在0～2s內(nèi),拉力等于4N,最大靜摩擦力等于4N，故物體靜止。

在2～4s內(nèi)，拉力F=8N,由牛頓第二定律得：F-μmg=ma

解得：a=2m/s2

位移為

4s末物體的速度大小v=at1=4m/s

4s末拉力的瞬時(shí)功率P=Fv=8×4W=32W

(2)在4～6s內(nèi)，拉力等于4N，滑動(dòng)摩擦力等于4N，故物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

位移x2=vt2=4×2m=8m

在6～8s內(nèi)，拉力F=8N，物體的加速度大小為a=2m/s2

位移

拉力所做的功W3=Fx3=8×12J=96J

(3)8s內(nèi)拉力做功W=0+8×4J+4×8J+96J=160J

平均功率.