Question

1．一個(gè)放在水平面上的物體質(zhì)量為2.0kg，在沿水平方向的拉力作用下運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示．已知地面與物體之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，則在0～4.0s的時(shí)間內(nèi)，拉力對(duì)物體所做的功為多少焦？在第4s末拉力對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率為多少瓦？（g取10m/s²）

Answer 1

分析 物體在水平方向受到拉力和滑動(dòng)摩擦力．從v-t圖象求出物體的加速度和位移，根據(jù)牛頓第二定律求出拉力，由功的公式W=Fx求出拉力做的功．再根據(jù)功率公式P=Fv，求出拉力做功的瞬時(shí)功率．

解答 解：由圖可知：物體的加速度為 a=$\frac{v}{t}$=$\frac{4}{4}$=1m/s²
在0～4.0s的時(shí)間內(nèi)，物體通過的位移為 x=$\frac{vt}{2}$=$\frac{4×4}{2}$m=8m
由牛頓第二定律：F-f=ma 得
  F=f+ma=μmg+ma=（0.2×2×10+2×1）N=6N
則拉力做功為 W_F=F•x=6×8J=48J
由在第4s末拉力對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率為：p=F•v=6×4=24W
答：在0～4.0s的時(shí)間內(nèi)，拉力對(duì)物體所做的功為48J，在第4s末拉力對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率為24W．

點(diǎn)評(píng) 物理圖象可以形象直觀表示物體的運(yùn)動(dòng)情況，往往運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)理解圖象的物理意義．如v-t圖象的斜率表示加速度，“面積”表示位移．有時(shí)還要研究截距、交點(diǎn)的意義．