Question

如图5-3-1所示，位于水平面上的物体A的质量m=5 kg，在F=10 N的水平拉力作用下从静止开始向右运动，位移为s=36 m时撤去拉力F.求：在下述两种条件下，力F对物体做功的平均功率各是多大？(取g=10 m/s²)

图5-3-1

(1)设水平面光滑；

(2)设物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.15.

Answer 1

解析：解答过程可分为三个阶段：①计算力F在36 m位移中所做的功，强调功只由F和s这两个要素决定，与其他因素无关，因而两种情况下力F做的功相同，均为360 J.②计算这两次做功所用的时间，由牛顿第二定律可求得a₁=2 m/s²,a₂=0.5 m/s²，用s=分别求出t₁=6 s，t₂=12 s.③用功率的定义式即平均功率的计算公式求得P₁=60 W，P₂=30 W.

答案：（1）F对物体所做的功为W=Fs=10×36 J=360 J

a₁= m/s²=2 m/s²

    由s=得t₁= s=6 s

    平均功率为 W=60 W.

（2）F对物体所做的功为W=Fs=10×36 J=360 J

    物体在运动过程中受到的滑动摩擦力为f=μmg=0.15×5×10 N=7.5 N

a₁= m/s²=0.5 m/s²

    由s=得t₂= s=12 s

平均功率为 W=30 W.