Question

15．如图，一质量m=2kg的物体静止在光滑水平面上，在方向为水平向右、大小为8N的恒力F的作用下开始运动，求物体经过3s：
（1）力F对物体所做的功；
（2）力F对物体所做功的平均功率；
（3）在3s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，根据位移时间公式求出物体的位移，结合功的公式求出力F做功的大小．
（2）根据平均功率的公式求出力F做功的平均功率．
（3）根据速度时间公式求出3s末的速度，根据P=Fv求出F做功的瞬时功率．

解答 解：（1）物体的加速度$a=\frac{F}{m}=\frac{8}{2}m/{s}_{\;}^{2}=4m/{s}_{\;}^{2}$
则位移$s=\frac{1}{2}a{t}_{\;}^{2}=\frac{1}{2}×4×{3}_{\;}^{2}=18m$
根据功的公式得：W=Fs=8×18=144J
（2）由$P=\frac{W}{t}$得，$P=\frac{W}{t}=\frac{144}{3}W=48W$
（3）3s末的速度v=at=4×3=12m/s
瞬时功率P=Fv得P=8×12W=96W
答：（1）力F对物体所做的功144J；
（2）力F对物体所做功的平均功率48W；
（3）在3s末力F对物体做功的瞬时功率96W

点评 本题考查了功和功率的基本运用，知道平均功率和瞬时功率的区别，掌握这两种功率的求法，基础题．