Question

10．将20kg的物体从静止开始以2m/s²的加速度竖直向上提升4m，不考虑空气阻力，取g=10m/s²，则拉力F=240N，拉力做功的平均功率为480W，到达4m高处拉力的瞬时功率为960W，全过程中拉力对物体的冲量为480N•S．

Answer 1

分析 根据牛顿第二定律求出拉力F的大小，结合功的公式求出拉力做功的大小，根据平均功率公式求出拉力做功的平均功率．根据速度时间公式求出到达4m处的速度，结合瞬时功率公式求出拉力的瞬时功率．根据运动的时间，求出全过程中拉力对物体的冲量．

解答 解：根据牛顿第二定律得，F-mg=ma，解得拉力F=mg+ma=200+20×2N=240N．
根据h=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$得，物体运动的时间t=$\sqrt{\frac{2h}{a}}=\sqrt{\frac{2×4}{2}}s=2s$，
拉力做功的平均功率$\overline{P}=\frac{W}{t}=\frac{Fh}{t}=\frac{240×4}{2}W=480W$．
到达4m处的速度v=$\sqrt{2ah}=\sqrt{2×2×4}$m/s=4m/s，则拉力的瞬时功率P=Fv=240×4W=960W．
全过程中拉力的冲量I=Ft=240×2N•s=480N•s．
故答案为：240，480，960，480．

点评 解决本题的关键知道平均功率和瞬时功率的区别，掌握这两种功率的求法，知道冲量等于力与时间的乘积，基础题．