Question

17．如图甲所示，水平地面上有一个大木箱，其质量为120kg，其底面积为2m²．张明同学用沿水平方向的力想把大木箱推走：先用100N的力推2s，没推动，再用300N的力推2s，使其加速前进，最后用200N的力推2s，使其做匀速直线运动．他推重物的三个阶段中，速度v与时间t的关系图象如图所示．求：
（1）木箱的重力为多少牛顿？（g=10N/kg）
（2）木箱静止时对水平地面的压强是多少帕斯卡？
（3）在4-6s内推力做功的功率是多少瓦特？
（4）在2-4s内木箱所受的摩擦力是多少牛顿？

Answer 1

分析 （1）已知木箱的质量，利用G=mg可求得其重力；
（2）木箱放在水平地面时的压力和自身的重力相等，再根据压强公式求出对水平地面的压强；
（3）根据图象可知在4-6s内的运动速度和推力大小，利用P=Fv可求推力做功的功率；
（4）物体处于平衡状态时受到的力就是平衡力．

解答 解：（1）木箱的重力G=mg=120kg×10N/kg=1200N．
（2）木箱放在水平地面时，对水平地面的压力：
F=G=mg=1200N，
对水平地面的压强：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1200N}{2{m}^{2}}$=600Pa；
（3）由图象可知在4-6s内的运动速度v=2m/s，用200N的力推
则在4-6s内推力做功的功率P=Fv=200N×2m/s=400W；
（4）用200N的水平推力能使木箱匀速前进说明此时木箱所受的摩擦力和推力是水平方向上的一对平衡力，摩擦力等于推力等于200N，木箱对地面的压力以及跟地面的接触面粗糙程度没有改变，所以滑动摩擦力不变，即为200N．
答：（1）木箱的重力为1200N；
（2）木箱静止时对水平地面的压强是600Pa；
（3）在4-6s内推力做功的功率是400W；
（4）在2-4s内木箱所受的摩擦力是200N．

点评 本题考查功、功率的计算，关键是公式的灵活运用，常见题目．