Question

9．质量为2kg的物体，受到24N竖直向上的拉力，由静止开始运动，求5s内拉力对物体所做的功是多少？5s内拉力的平均功率及5s末拉力的瞬时功率各是多少？（g取10m/s²）

Answer 1

分析 根据牛顿第二定律求出加速度，求出5s内位移，从而根据W=Fs求出拉力对物体做的功．
求出5s内拉力的功，根据$P=\frac{W}{t}$求出平均功率．根据运动学公式求出5s末的速度，再根据P=Fv求出瞬时功率．

解答 解：物体的加速度a=$\frac{F-mg}{m}=\frac{24-20}{2}=2m/{s}^{2}$
在5s内的位移s=$\frac{1}{2}a{t}^{2}=\frac{1}{2}×2×25=25m$．
所以5s内拉力对物体做的功W=Fs=24×25=600J
（2）5s内拉力的平均功率$P=\frac{W}{t}=\frac{600}{5}=120W$，
（3）5s末的速度v=at=2×5m/s=10m/s．
  所以5s末拉力的瞬时功率P=Fv=24×10W=240W．
答：5s内拉力对物体所做的功是600J；
5s内拉力的平均功率是120W；
5s末拉力的瞬时功率是240W．

点评 解决本题的关键理解平均功率与瞬时功率的区别，平均功率表示一段时间或一段位移内的功率，瞬时功率表示某一时刻或某一位置的功率．