Question

质量m=2kg的物体，在水平力F=10N的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间t=3s，求：
（1）力F在t=3s内对物体所做的功．
（2）力F在t=3s内对物体所做功的平均功率．
（3）在3s末力F对物体做功的瞬时功率．

Answer 1

分析：（1）由牛顿第二定律可以求得物体的加速度，进而求得3s内的位移，由功的公式可得3s内F的功
（2）前面求得了3s内的功，由平均功率的定义式可得3s内平均功率
（3）由速度公式可得3s末的瞬时速度，进而可得3s末的瞬时功率

解答：解：（1）物体的加速度为：a=

F

m

=5m/s2  
则物体在3s内的位移为：S=

1

2

at2=

1

2

×5×32m=22.5m     
则F在3s内做的功为：W=FS=10×22.5J=225J
（2）由平均功率的定义式，3s内的平均功率为：P=

W

t

=

225

3

W=75W
（3）3s末物体的速度为：v₃=at=5×3m/s=15m/s            
故3s末的瞬时功率为：P₃=Fv₃=10×15W=150W
答：（1）力F在t=3s内对物体所做的功225J
（2）力F在t=3s内对物体所做功的平均功率75W
（3）在3s末力F对物体做功的瞬时功率150W

点评：主要是练习各种功率的求法，是基本的应用，非常适合新课用和初学者做练习用