题目内容

(2010?普陀区二模)质量为m的物体静止在水平面上,从t=0时刻开始受到水平力F的作用.力F的大小与时间t的变化关系如图所示,力的方向保持不变,滑动摩擦力的大小恒为F0,则在3t0时刻的水平力的瞬时功率为
12F02t0
m
12F02t0
m
 W;在t=0到3t0时间内的水平力的平均功率为
13F02t0
3m
13F02t0
3m
W.
分析:根据牛顿第二定律,求出3t0时刻的速度,然后根据P=Fv求出3t0时刻的瞬时功率.
根据动能定理,求出从t=0到3t0这段时间内,水平力所做的功,然后根据
.
P
=
W
t
求出水平力的平均功率.
解答:解:在0-2t0时间内,a=
2F0-F0
m
=
F0
m
,则2t0时刻的瞬时速度v1=a?2t0=2at0,在2t0-3t0时间内,a′=
3F0-F0
m
=
2F0
m
,则3t0时刻的瞬时速度v=v1+a′t0=
4F0t0
m
.所以3t0时刻的瞬时功率P=3F0×
4F0t0
m
=
12F02t0
m

在0-2t0时间内的位移为s1=
1
2
a(2t0)2

在2t0-3t0时间内的位移为s2=
1
2
a′(t0)2

总位移s=s1+s2
根据动能定理得,W=
1
2
mv2-0
+F0s
.
P
=
W
t
=
W
3t0

联立以上各式解得:
.
P
=
13F02t0
3m

故答案为:
12F02t0
m
;  
13F02t0
3m
点评:解决本题的关键掌握瞬时功率的公式P=Fvcosθ,以及平均功率的公式
.
P
=
W
t
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