Question

16．如图所示，用100N的力拉一个质量为10kg的物体在水平地面上前进，物体与水平面间动摩擦因数μ=0.5，物体在2s内运动了12m，则在此过程中
（1）重力G做的功，
（2）物体克服阻力做功，
（3）2s过程中拉力的平均功率，
（4）2s末拉力的瞬时功率（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s²）

Answer 1

分析 对物体受力分析，受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律求解加速度，根据2s末的速度，然后根据功和功率的定义公式求解功和功率．

解答 解：（1）物体运动位移与重力垂直，故重力不做功，故W_G=0
（2）对物体受力分析，受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力，如图所示：
根据牛顿第二定律，有：
水平方向：Fcos37°-f=ma
竖直方向：Fsin37°+F_N-mg=0
其中：f=μF_N
联立解得：f=20N，a=6m/s²；
克服摩擦力做功为：W=fx=-20×12J=240J
（3）拉力的功为：W_F=Fxcos37°=100×12×0.8=960W；
拉力的平均功率为：P=$\frac{{W}_{F}}{t}=\frac{960}{2}W=480W$
（4）2末速度为：v=at=12m/s；
2s末拉力的瞬时功率为：P=Fvcos37°=100×12×0.8=960W；
答：（1）重力G做的功为0，
（2）物体克服阻力做功为240J，
（3）2s过程中拉力的平均功率为480W，
（4）2s末拉力的瞬时功率为960W

点评 本题关键是对物体受力分析后求解出加速度，根据运动学公式得到运动学参量后求解功与功率