Question

6．如图所示，在光滑的水平面上，质量m=3kg的物体，在水平拉力F=6N的作用下，从静止开始运动了2秒，求
（1）力F在2s内对物体所做的功；
（2）力F在2s内对物体做功的平均功率；
（3）第2s末，力F对物体做功的瞬时功率．

Answer 1

分析 （1）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，从而结合功的公式求出2s内力F对物体做功的大小．
（2）根据平均功率的公式求出力F在2s内做功的平均功率．
（3）根据速度时间公式求出2s末的速度，结合瞬时功率公式求出做功的瞬时功率大小．

解答 解：（1）根据牛顿第二定律得，物体的加速度a=$\frac{F}{m}=\frac{6}{3}m/{s}^{2}=2m/{s}^{2}$，
2s内物体的位移$x=\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{1}{2}×2×4m$=4m，
则力F做功的大小W=Fx=6×4J=24J．
（2）力F做功的平均功率P=$\frac{W}{t}=\frac{24}{2}W=12W$．
（3）2s末物体的速度v=at=2×2m/s=4m/s，
则力F对物体做功的瞬时功率P=Fv=6×4W=24W．
答：（1）力F在2s内对物体所做的功为24J；
（2）力F在2s内对物体做功的平均功率为12W；
（3）第2s末，力F对物体做功的瞬时功率为24W．

点评 本题考查了瞬时功率和平均功率的基本运用，知道这两种功率的区别，掌握这两种功率的求法，基础题．