Question

如图所示，光滑水平地面静止放着质量m＝10 kg的木箱，与水平方向成θ＝60°的恒力F作用于物体，恒力F＝2.0 N．当木箱在力F作用下由静止开始运动4.0 s后，求：                                     

小题1:4.0 s末物体的速度大小；
小题2:4s内力F所做的功；
小题3:4.0 s末力F的瞬时功率

Answer 1

小题1:0.4m/s
小题2:0.8J
小题3:0.4w

：（1）木箱受到重力、恒力F、水平面的支持力作用，设加速度大小为a，
将拉力正交分解，根据牛顿第二定律得：Fcos60°=ma  代入解得 a=0.1m/s²
所以4s末箱的速度为v=at=0.1×4=0.4m/s．
（2）移动的距离是x=at²=×0.1×4²=0.8m
根据功的定义式w=Flcosα得4.0s内力F所做的功w=Flcosα=2×0.8×cos60°=0.8J．
（3）根据p=Fvcosα得
4.0s末拉力F的瞬时功率p=Fvcosα=2×0.4×cos60°=0.4W．
点评：牛顿第二定律和运动学公式解决力学问题的基本方法，也可以运用动能定理和位移公式求解．恒力的功用恒力的大小和力方向上的位移的乘积即可求出，在求瞬时功率时要注意功率公式的选择．