Question

8．如圖所示，質(zhì)量m=1kg的物體靜止在粗糙水平面上，在F=4N的水平拉力作用下從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，作用時(shí)間為5s，到達(dá)B點(diǎn)后撤去拉力，物體繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)，已知?jiǎng)幽Σ烈蛩卅?0.2（g=10m/s²），求：
（1）拉力做的功；
（2）物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；
（3）整個(gè)過程中克服摩擦力做的功．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)物體受力分析求得物體運(yùn)動(dòng)的加速度，由位移時(shí)間關(guān)系求得AB間位移的大小，根據(jù)功的表達(dá)求拉力所做的功；
（2）根據(jù)動(dòng)能定理求得物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；
（3）整個(gè)過程由動(dòng)能定理求得克服摩擦力做的功．

解答 解：（1）物體在水平方向受到的合力F_合=F-f=F-μmg=4-0.2×1×10N=2N
根據(jù)牛頓第二定律可知，物體產(chǎn)生的加速度a=$\frac{{F}_{合}}{m}=\frac{2}{1}m/{s}^{2}=2m/{s}^{2}$
所以在力F作用5s時(shí)間內(nèi)，物體產(chǎn)生的位移x=$\frac{1}{2}×2×{5}^{2}m=25m$
則此過程中拉力所做的功W_F=Fx=4×25J=100J
（2）根據(jù)動(dòng)能定理物體從A到B過程中有：
F_合x=E_kB-E_kA
所以物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能E_kB=F_合x+E_kA=2×25+0J=50J
（3）整個(gè)過程中只有拉力和摩擦力做功，故有：
W_F-W_克=0-0
所以物體克服摩擦力做的功W_克=W_F=100J
答：（1）拉力做的功為100J；
（2）物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為50J；
（3）整個(gè)過程中克服摩擦力做的功為100J．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用及動(dòng)能定理的應(yīng)用，掌握牛頓運(yùn)動(dòng)規(guī)律及動(dòng)能定理是正確解題的關(guān)鍵．