题目内容

2.如图所示,一个质量m=2kg的物体,受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力F=20N,从静止开始运动,物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:
(1)第1s内,拉力F对物体所做的功;
(2)第2s末,拉力F对物体做功的功率.

分析 (1)根据牛顿第二定律可求得加速度,再求出物体在1s内的位移,根据恒力做功公式求解拉力的功;
(2)先求出2s末物体的速度,根据P=Fvcosθ求解瞬时功率.

解答 解:(1)对物体受力分析根据牛顿第二定律可知:
Fcos37°-μ(mg-Fsin37°)=ma
解得:a=6m/s2
根据位移公式可知,1s内的位移
l=$\frac{1}{2}$at2=$\frac{1}{2}×6×1$=3m
则第1s内拉力F所做的功:
W=Flcos37°=20×3×0.8=48J
(2)2s末的速度:
v=at=12m/s
2s末的瞬时功率:
P=Fvcos37°=20×12×0.8=192W
答:(1)第1s内,拉力F对物体所做的功为48J;
(2)第2s末,拉力F对物体做功的功率为192W.

点评 本题解题的关键是根据运动学基本公式求出1s内的位移和2s末的速度,同时明确功和功率公式的正确应用,不能忽略力和位移以及速度之间的夹角.

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