Question

9．如圖所示，物體靜止在光滑水平面上．t=0時(shí)刻，在水平拉力F=6N的作用下，物體由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a=2m/s²．求：
（1）物體在t=3s時(shí)速度v的大小；
（2）物體的質(zhì)量m；
（3）0～2s內(nèi)力F的平均功率P．

Answer 1

分析 （1）知道物體的初速度、加速度和運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，根據(jù)速度公式計(jì)算物體在t=3s時(shí)速度v；
（2）根據(jù)牛頓第二定律計(jì)算物體的質(zhì)量m．
（3）由勻變速位移公式x=$\frac{1}{2}$at²求出0-2s內(nèi)物體的位移，由W=Fx求出力F做的功，再由P=$\frac{W}{t}$求力F的平均功率P．

解答 解：（1）物體由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由速度公式v=at得：
  v=2×3=6m/s
（2）由牛頓第二定律F=ma
得 m=$\frac{F}{a}$=$\frac{6}{2}$=3kg
（3）由勻變速位移公式x=$\frac{1}{2}$at²
恒力做功 W=Fx
則力F的平均功率 P=$\frac{W}{t}$=$\frac{F•\frac{1}{2}a{t}^{2}}{t}$=$\frac{1}{2}$Fat=$\frac{1}{2}×6×2×2$W=12W
答：
（1）物體在t=3s時(shí)速度v的大小是6m/s；
（2）物體的質(zhì)量是3kg；
（3）0～2s內(nèi)力F的平均功率P是12W．

點(diǎn)評 本題是對第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的考查，掌握牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，知道加速度是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁．