题目内容
【题目】质量为2kg的物体静止在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。t=0时,物体受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小在不同时间段内有不同的值,具体情况如表格所示(g取10m/s2)。求：
时间t/s | 0～2 | 2～4 | 4～6 | 6～8 |
拉力F/N | 4 | 8 | 4 | 8 |
(1)4s末拉力的瞬时功率。
(2)6～8s内拉力所做的功。
(3)8s内拉力的平均功率。
【答案】（1）32W （2） 96J （3）20W
【解析】试题分析：根据最大静摩擦力等于滑动摩擦力判定物体的运动状态，根据牛顿运动定律求解加速度，由运动学公式知4s末速度，根据P=Fv求瞬时功率；由位移公式求出6s～8s内位移，再求拉力F做的功；再根据
求出平均功率。
(1)在0～2s内,拉力等于4N,最大静摩擦力等于4N，故物体静止。
在2～4s内，拉力F=8N,由牛顿第二定律得：F-μmg=ma
解得：a=2m/s2
位移为
4s末物体的速度大小v=at1=4m/s
4s末拉力的瞬时功率P=Fv=8×4W=32W
(2)在4～6s内，拉力等于4N，滑动摩擦力等于4N，故物体做匀速直线运动。
位移x2=vt2=4×2m=8m
在6～8s内，拉力F=8N，物体的加速度大小为a=2m/s2
位移
拉力所做的功W3=Fx3=8×12J=96J
(3)8s内拉力做功W=0+8×4J+4×8J+96J=160J
平均功率
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