Question

15．質(zhì)量m=3kg的物體，在水平拉力F=6N的拉力作用下，在光滑的水平面上從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=3s，求：
（1）力F在4s內(nèi)對(duì)物體所做的功；
（2）力F在4s內(nèi)對(duì)物體所做的功的平均功率；
（3）4s末力F對(duì)物體所做的功的瞬時(shí)功率．

Answer 1

分析 （1）由物體的運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，可以求得物體運(yùn)動(dòng)的位移的大小，再根據(jù)功的公式可以直接求得功的大小；
（2）求的是平均功率，用前面求出的總功除以總的時(shí)間就可以；
（3）瞬時(shí)功率要用力與瞬時(shí)速度的乘積來(lái)計(jì)算，根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以求得瞬時(shí)速度的大小，再由瞬時(shí)功率的公式可以求得瞬時(shí)功率的大�。�

解答 解：（1）物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可得：a=$\frac{F}{m}=\frac{6}{3}m/{s}^{2}=2m/{s}^{2}$，
4s物體運(yùn)動(dòng)的位移是：x=$\frac{1}{2}$at²=16m，
力F在4s內(nèi)對(duì)物體所做的功為：W=Fx=6×16J=64J．
（2）力F在4s內(nèi)對(duì)物體所做的功的平均功率為：
$\overline{P}=\frac{W}{t}=\frac{64}{4}W=16W$
（3）4s末物體的速度為：v=at=8m/s
所以3s末力F對(duì)物體所做的功的瞬時(shí)功率為：
P=Fv=6×8W=48W
答：（1）力F在3s內(nèi)對(duì)物體所做的功是64J； 
（2）力F在3s內(nèi)對(duì)物體所做的功的平均功率是16W；
（3）3s末力F對(duì)物體所做的功的瞬時(shí)功率是48W．

點(diǎn)評(píng) 求物體的平均功率和瞬時(shí)功率的時(shí)候一定要注意對(duì)公式的選擇，瞬時(shí)功率只能用P=Fv來(lái)求解．