Question

11．质量为2kg的物体，受到恒定的24N竖直向上的拉力，由静止开始运动了5s，在这一过程中（g取10m/s），求：
（1）拉力对物体所做的功；
（2）拉力的平均功率；
（3）5s末拉力的瞬间功率．

Answer 1

分析 （1）根据牛顿第二定律可求得加速度，再根据位移公式即可求得5s内的位移，由功的公式即可求出拉力的功；
（2）根据P=$\frac{W}{t}$可求得拉力的平均功率；
（3）根据P=Fv可求得拉力的瞬时功率．

解答 解：（1）由牛顿第二定律得：a=$\frac{F-mg}{m}$=$\frac{24-2×10}{2}$ m/s²=2 m/s²，
5 s内物体的位移为：l=$\frac{1}{2}$at²=$\frac{1}{2}$×2×5² m=25 m  
5 s末物体的速度为：v=at=2×5 m/s=10 m/s，
故5 s内拉力的功为：W=Fl=24×25 J=600 J  
（2）5 s内拉力的平均功率为：$\overline{P}$=$\frac{W}{t}$=$\frac{600}{5}$ W=120 W．
（3）5 s末拉力的瞬时功率为：P=Fv=24×10 W=240 W．
答：（1）拉力对物体所做的功为600J；
（2）拉力的平均功率为120W；
（3）5s末拉力的瞬间功率为240W．

点评 本题考查功以及功率的计算，要注意明确两个功率公式的正确应用，知道P=$\frac{W}{t}$只能求平均功率，而P=FV可以求平均功率也可以求瞬时功率．