Question

11．质量为1kg的物体静止在水平面上，现对物体施以水平恒力F，1s末速度达到6m/s，此时撤去F，物体又运动了9m而停止．求：
（1）水平恒力F和滑动摩擦力f的大小；
（2）滑动摩擦力f所做的总功和1s末拉力F的瞬时功率．

Answer 1

分析 根据题意可分别求出力F撤去前后物体的加速度，根据牛顿第二定律列式可求解力F及摩擦力大小；
根据W=FS可求解摩擦力做功情况，根据P=FV可求解瞬时功率大小

解答 解：（1）撤去F之前，物体的加速度${a_1}=\frac{{△{v_1}}}{{△{t_1}}}=\frac{6-0}{1}m/{s^2}=6m/{s^2}$
物体所受合力F_合1=F-f=ma₁①
撤去F之后，由$v_t^2-v_0^2=2ax$，得物体的加速度${a_2}=\frac{v_t^2-v_0^2}{2x}=\frac{{0-{6^2}}}{2×9}m/{s^2}=-2m/{s^2}$
物体所受合力F_合2=-f=ma₂②
联立①②代入数据可得F=8N，f=2N                      
（2）物体的总位移${x_总}=\frac{6m/s}{2}×1+9m=12m$
滑动摩擦力f所做的总功w_总=-fx_总=-2×12J=-24J
1s末拉力F的瞬时功率P=Fv=8×6W=48W
答：（1）水平恒力F为8N，滑动摩擦力f为2N；
（2）滑动摩擦力f所做的总功为-24J，1s末拉力F的瞬时功率为48w．

点评 此题属于运动学与力学相结合的题目，需要在以后的学习中加强这方面的联系．