Question

20．在水平地面上有一长方体木箱，小平用水平推力把木箱向前推动，如图甲所示．此过程中，推力F随时间t的变化情况如图乙所示，木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示，则木箱运动时所受的摩擦力为200N；在匀速运动过程中推力的功率为200W．在1到3秒内物体的平均功率为150W．在0到5秒内推力的平均功率为140W．（1到3秒的平均速度为0.5m/s）

Answer 1

分析 （1）根据木块做匀速直线运动情况时的推力得出摩擦力的大小；
（2）从图丙中读出匀速运动过程中木箱前进的速度，从乙图读出3-5s的拉力，根据P=Fv算匀速运动过程中推力的功率；
（3）根据P=Fv算出在1到3秒内物体的平均功率；
（4）根据W=Pt算出1-3s和3-5s的功，将两个功相加即可得总功，根据P=$\frac{W}{t}$算出0到5秒内推力的平均功率．

解答 解：（1）由图丙知，3到5s时间内，物体做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，由图乙可知，此时f=F=200N；
（2）由图丙知，匀速运动过程中木箱前进的速度为v=1m/s，
在匀速运动过程中推力的功率为：P=Fv=200N×1m/s=200W；
（3）由图乙知1-3s的拉力为F′=300N，
在1到3秒内物体的平均功率为：P′=F′v′=300N×0.5m/s=150W；
（4）1-3s做的功为：W=Pt=150W×2s=300J，
3-5s做的功为：W′=P′t′=200W×2s=400J，
在0到5秒内推力的功为：W_总=W+W′=300J+400J=700J，
在0到5秒内推力的平均功率为：P_平均=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{700J}{5}$=140W．
故答案为：200；200；150；140．

点评 本题考查了学生对力学图象的分析能力，能从图象上得到有用的物理信息是解题的关键，是一道锻炼学生分析思考能力的好题．