Question

13．如圖所示，位于水平面上的質量為1Kg的小木塊，在大小為5N，方向與水平方向成37⁰角的拉力作用下從靜止沿地面做加速運動，若木塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為0.5，求
（1）拉力、摩擦力、地面對物體的支持力在4s內(nèi)做的功
（2）拉力在4s末的功率和4s內(nèi)的平均功率．

Answer 1

分析 （1）對物體進行受力分析，由牛頓第二定律求得加速度，進而求得物體運動位移，然后根據(jù)功的定義式求解各力做的功；
（2）由勻變速運動規(guī)律求得4s末的速度，然后由瞬時功率的定義式求解瞬時功率，平均功率由（1）中F做的功來求解．

解答 解：（1）摩擦力f=μ（mg-Fsinα）=3.5N，物體受到的合外力F_合=Fcosα-f=0.5N，那么，物體的加速度a=0.5m/s²，在4s內(nèi)的位移$s=\frac{1}{2}a{t}^{2}=4m$；
所以，由功的定義式可得：拉力在4s內(nèi)做的功W_F=Fscosα=16J，摩擦力在4s內(nèi)做的功W_f=-fs=-14J，地面對物體的支持力在4s內(nèi)做的功為零；
（2）物體在4s末的速度v=at=2m/s，那么，拉力在4s末的功率P=Fvcosα=8W；拉力在4s內(nèi)的平均功率$\overline{P}=\frac{{W}_{F}}{t}=4W$；
答：（1）拉力、摩擦力、地面對物體的支持力在4s內(nèi)做的功分別為16J，-14J，0；
（2）拉力在4s末的功率和4s內(nèi)的平均功率分別為8W，4W．

點評 經(jīng)典力學問題一般先對物體進行受力分析，求得合外力及運動過程做功情況，然后根據(jù)牛頓定律、動能定理及幾何關系求解．