Question

8．如圖所示，一個質量為m=10kg的物體放在光滑水平地面上．對物體施加一個F=50N的恒定水平拉力，使物體由靜止開始做勻加速直線運動．求：
（1）物體在t=2.0s時間內拉力F的沖量I；
（2）物體在t=2.0s時間內拉力F做功的平均功率$\overline{P}$．

Answer 1

分析 （1）已知拉力與作用的時間，由沖量的定義即可求出沖量；
（2）由動量定理求出末速度，然后結合功能關系求出拉力的功，最后求出平均功率．

解答 解：（1）物體在t=2.0s時間內拉力F的沖量：I=Ft=50×2.0=100N•s；
（2）設物體在t=2.0s末的速度為v，則：I=mv
物體獲得的動能：${E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}^{2}$
由于整個的過程中只有拉力做功，則拉力做的功全部轉化為物體的動能，即W=E_k
拉力F做功的平均功率$\overline{P}$=$\frac{W}{t}$
聯立以上方程得：$\overline{P}$=250 W
答：（1）物體在t=2.0s時間內拉力F的沖量是100N•s；
（2）物體在t=2.0s時間內拉力F做功的平均功率$\overline{P}$是250W

點評 該題求拉力做功的過程也可以由牛頓第二定律先求出加速度，再求出物體的位移，最后由功的公式和功率的公式求出平均功率，只是比較麻煩．