题目内容

质量为m的物体静止在光滑水平面上,从t=0时刻开始受到水平力的作用.力的大小F与时间t的关系如图所示,力的方向保持不变,则3t0时刻的瞬时功率为
15
F
2
0
t
 
0
m
15
F
2
0
t
 
0
m
,在t=0到3t0这段时间内,水平力的平均功率为
25
F
2
0
t0
6m
25
F
2
0
t0
6m
分析:根据牛顿第二定律和运动学公式求出2t0时刻的瞬时速度,从而求出瞬时功率.根据位移公式求出t=0到2t0这段时间内位移,通过功的公式求出水平力做功的大小,从而求出平均功率.
解答:解:(1)0~2t0时间内的加速度a1=
F0
m
,则t0时刻的速度v1=a1t1=2
F0
m
t0,在2t0~3t0时间内的加速度a2=
3F0
m

则3t0时刻的速度v2=v1+a2t0=
5F0t0
m
,3t0时刻的瞬时功率为P=3F0v2=
15
F
2
0
t
 
0
m

(2)0~2t0时间内的位移x1=
1
2
a1(2t0)2=
2F0
t
2
0
m
,在2t0~3t0时间内的位移x2=v1t0+
1
2
a2t02=
7F0
t
2
0
2m

在t=0到3t0这段时间内,水平力做功W=F0x1+3F0x2=
25
F
2
0
t
2
0
2m
,则水平力做功的平均功率P=
W
3t0
=
25
F
2
0
t0
6m

故答案为:
15
F
2
0
t
 
0
m
25
F
2
0
t0
6m
点评:解决本题的关键通过图线,结合牛顿第二定律和运动学公式求出速度和位移,知道平均功率和瞬时功率的区别.
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