Question

2．質(zhì)量為m=5kg的物體，在水平力F=20N的作用下，在水平面上從靜止開始運(yùn)動(dòng)，物體與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t=5s，求：
（1）力在5s內(nèi)對(duì)物體所做的總功；
（2）力F在5s內(nèi)對(duì)物體所做功的平均功率；
（3）5s末，力F對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率．（g=10m/s²）

Answer 1

分析 （1）由牛頓第二定律可求得物體運(yùn)動(dòng)的加速度，由位移公式可求得物體通過(guò)的位移，再由功的公式可求得力所做的總功；
（2）由功率公式可求得物體做功的平均功率；
（3）由P=Fv可求得力在5s末做功的功率．

解答 解：（1）由牛頓第二定律可知：F-μmg=ma；
解得：a=$\frac{F}{m}$-μg=$\frac{20}{5}$-2=2（m/s²）
物體在5s內(nèi)的位移為：x=$\frac{1}{2}$at²=$\frac{1}{2}$×2×25=25m；
力在5s內(nèi)對(duì)物體所做的總功為：W_總=（F-μmg）x=（20-0.2×5×10）×25=250J；
（2）力F做功的平均功率為：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fx}{t}$=$\frac{20×25}{5}$W=100W；
（3）5s末的速度為：v=at=2×5=10m/s
力F的功率為：P₁=Fv=10×5W=50W；
答：
（1）力在5s內(nèi)對(duì)物體所做的總功為250J；
（2）力F在5s內(nèi)對(duì)物體所做功的平均功率為100W；
（3）5s末，力F對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率為50W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查功、功率及牛頓第二定律的應(yīng)用等，要注意正確應(yīng)用功的公式；明確平均功率及瞬時(shí)功率的區(qū)別．