Question

9．質(zhì)量m=2kg的物體，在水平恒力F=4N的作用下，在光滑水平面上從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)位移為4m時(shí)，求：
（1）恒力F在這段位移內(nèi)對(duì)物體所做的功
（2）物體從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)4m需要多少時(shí)間
（3）恒力F在這段位移內(nèi)對(duì)物體做功的平均功率
（4）在2s末恒力F對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)W=Fx求得拉力做功；
（2）根據(jù)牛頓第二定律求得加速度，利用位移時(shí)間公式求得運(yùn)動(dòng)時(shí)間；
（3）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求得平均功率；
（4）根據(jù)P=Fv求得瞬時(shí)功率

解答 解：（1）根據(jù)功的公式可以知道：W=Fx=4×4J=16J；
（2）根據(jù)牛頓第二定律：F=ma，則：$a=\frac{F}{m}=2m/{s}^{2}$
根據(jù)位移公式：$x=\frac{1}{2}a{t}^{2}$，可以知道$t=\sqrt{\frac{2x}{a}}=2s$．
（3）根據(jù)平均功率的公式：$\overline{P}=\frac{W}{t}=\frac{16}{2}W=8W$．
（4）在2s末的速度為：v=at=4m/s，則瞬時(shí)功率為：P=Fv=16W．
答：（1）恒力F在這段位移內(nèi)對(duì)物體所做的功為16J
（2）物體從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)4m需要2s時(shí)間
（3）恒力F在這段位移內(nèi)對(duì)物體做功的平均功率為8W
（4）在2s末恒力F對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率為16W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了功和功率的基本運(yùn)用，知道平均功率和瞬時(shí)功率的區(qū)別，掌握這兩種功率的求法．