Question

6．如图所示，物体质量为1kg，斜向上的拉力F=10N，物体和水平面间的动摩擦因数μ=0.5，物体在F的作用下由静止开始运动10s，则在这10s内拉力F对物体做功为2400J．前5s内拉力的平均功率为120W，10s末拉力的功率为480W，10s内摩擦力的平均功率为60W．（g取10m/s²）

Answer 1

分析 根据牛顿第二定律求出物体的加速度，结合位移时间公式求出物体的位移，根据功的公式求出F做功的大小，结合平均功率和瞬时功率的公式进行求解．

解答 解：根据牛顿第二定律得，物体的加速度a=$\frac{Fcos37°-μ（mg-Fsin37°）}{m}$=$\frac{10×0.8-0.5×（10-10×0.6）}{1}$=6m/s²，
10s内的位移x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}=\frac{1}{2}×6×100m=300m$，
则拉力F做功的大小W=Fxcos37°=10×300×0.8J=2400J．
前5s内的位移$x′=\frac{1}{2}at{′}^{2}=\frac{1}{2}×6×25m=75m$，拉力做功W′=Fx′cos37°=10×75×0.8J=600J，
则前5s内拉力的平均功率$\overline{P}=\frac{W′}{t′}=\frac{600}{5}W=120W$．
10s末的速度v=at=6×10m/s=60m/s，
则10s末拉力的功率P=Fvcos37°=10×60×0.8W=480W．
10s内克服摩擦力做功W_f=μ（mg-Fsin37°）x=0.5×（10-10×0.6）×300J=600J，
则平均功率$\overline{P}=\frac{{W}_{f}}{t}=\frac{600}{10}W=60W$．
故答案为：2400，120，480，60．

点评 解决本题的关键掌握功和功率的求法，知道平均功率和瞬时功率的区别，掌握这两种功率的求法．