Question

3．如圖所示，光滑水平地面靜止放著質(zhì)量m=10kg的木箱，與水平方向成θ=60°的恒力F作用于物體，恒力F=2.0N．當(dāng)木箱在力F作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)4.0s，求：
（1）4.0s內(nèi)力F做功的平均功率？
（2）4.0s末力F的瞬時(shí)功率？

Answer 1

分析 （1）木箱受到重力、恒力F、水平面的支持力作用，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，由速度公式求解速度，由位移公式求出位移，根據(jù)功的定義式w=Flcosα求出力F所做的功，由P=$\frac{W}{t}$求的平均功率；
（2）根據(jù)p=Fvcosα求出4.0s末拉力F的瞬時(shí)功

解答 解：（1）木箱受到重力、恒力F、水平面的支持力作用，設(shè)加速度大小為a，將拉力正交分解，根據(jù)牛頓第二定律得：
Fcos60°=ma
代入解得：a=0.1m/s²
所以4s末箱的速度為：v=at=0.1×4=0.4m/s．
移動(dòng)的距離是：x=$\frac{1}{2}$at²=$\frac{1}{2}$×0.1×4²=0.8m
根據(jù)功的定義式w=Flcosα得4.0s內(nèi)力F所做的功為：
w=Flcosα=2×0.8×cos60°=0.8J．
平均功率為：P=$\frac{W}{t}=\frac{0.8}{4}W=0.2W$
（2）根據(jù)p=Fvcosα得4.0s末拉力F的瞬時(shí)功率為：
p=Fvcosα=2×0.4×cos60°=0.4W．
答：（1）.0s內(nèi)力F所做的平均功率0.2W    
（ 2）4.0s末拉力F的瞬時(shí)功率是0.4W

點(diǎn)評(píng) 牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解決力學(xué)問(wèn)題的基本方法，也可以運(yùn)用動(dòng)能定理和位移公式求解．
恒力的功用恒力的大小和力方向上的位移的乘積即可求出，在求瞬時(shí)功率時(shí)要注意功率公式的選擇