Question

5．将一质量为m=10kg的物体，自水平地面由静止开始用一竖直向上的拉力F将其以a=0.5m/s² 的加速度向上拉起．求：
（1）在向上拉动的20m内，拉力F做功的功．
（2）上拉至10s末，拉力的功率．（g=10m/s²）

Answer 1

分析 （1）根据牛顿第二定律求得拉力F的大小，再根据功的表达式求拉力F做的功；
（2）根据速度时间有关系求得10s末的速度，再根据P=FV求得拉力的功率．

解答 解：（1）由牛顿第二定律可得：F-mg=ma
可得拉力为：F=mg+ma=10×10+10×0.5N=105N
根据W=fs可得向上拉动20m过程中拉力F做的功为：
W=Fs=105×20J=2100J
（2）根据速度时间关系可知，10s物体的速度为：v=at=0.5×10m/s=5m/s
所以拉力的瞬时功率为：P=Fv=105×5W=525W．
答：（1）在向上拉动的20m内，拉力F做功的功为2100J；
（2）上拉至10s末，拉力的功率为525W．

点评 本题考查牛顿运动定律和功、功率的表达式，掌握相关基础知识是正确解题的关键．