Question

9．质量m=2kg的物体，在水平恒力F=4N的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，当运动位移为4m时，求：
（1）恒力F在这段位移内对物体所做的功
（2）物体从静止开始运动4m需要多少时间
（3）恒力F在这段位移内对物体做功的平均功率
（4）在2s末恒力F对物体做功的瞬时功率．

Answer 1

分析 （1）根据W=Fx求得拉力做功；
（2）根据牛顿第二定律求得加速度，利用位移时间公式求得运动时间；
（3）根据P=$\frac{W}{t}$求得平均功率；
（4）根据P=Fv求得瞬时功率

解答 解：（1）根据功的公式可以知道：W=Fx=4×4J=16J；
（2）根据牛顿第二定律：F=ma，则：$a=\frac{F}{m}=2m/{s}^{2}$
根据位移公式：$x=\frac{1}{2}a{t}^{2}$，可以知道$t=\sqrt{\frac{2x}{a}}=2s$．
（3）根据平均功率的公式：$\overline{P}=\frac{W}{t}=\frac{16}{2}W=8W$．
（4）在2s末的速度为：v=at=4m/s，则瞬时功率为：P=Fv=16W．
答：（1）恒力F在这段位移内对物体所做的功为16J
（2）物体从静止开始运动4m需要2s时间
（3）恒力F在这段位移内对物体做功的平均功率为8W
（4）在2s末恒力F对物体做功的瞬时功率为16W．

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．