Question

8．如图所示，一个质量为m=10kg的物体放在光滑水平地面上．对物体施加一个F=50N的恒定水平拉力，使物体由静止开始做匀加速直线运动．求：
（1）物体在t=2.0s时间内拉力F的冲量I；
（2）物体在t=2.0s时间内拉力F做功的平均功率$\overline{P}$．

Answer 1

分析 （1）已知拉力与作用的时间，由冲量的定义即可求出冲量；
（2）由动量定理求出末速度，然后结合功能关系求出拉力的功，最后求出平均功率．

解答 解：（1）物体在t=2.0s时间内拉力F的冲量：I=Ft=50×2.0=100N•s；
（2）设物体在t=2.0s末的速度为v，则：I=mv
物体获得的动能：${E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}^{2}$
由于整个的过程中只有拉力做功，则拉力做的功全部转化为物体的动能，即W=E_k
拉力F做功的平均功率$\overline{P}$=$\frac{W}{t}$
联立以上方程得：$\overline{P}$=250 W
答：（1）物体在t=2.0s时间内拉力F的冲量是100N•s；
（2）物体在t=2.0s时间内拉力F做功的平均功率$\overline{P}$是250W

点评 该题求拉力做功的过程也可以由牛顿第二定律先求出加速度，再求出物体的位移，最后由功的公式和功率的公式求出平均功率，只是比较麻烦．