Question

15．如圖，一質量m=2kg的物體靜止在光滑水平面上，在方向為水平向右、大小為8N的恒力F的作用下開始運動，求物體經過3s：
（1）力F對物體所做的功；
（2）力F對物體所做功的平均功率；
（3）在3s末力F對物體做功的瞬時功率．

Answer 1

分析 （1）根據牛頓第二定律求出物體的加速度，根據位移時間公式求出物體的位移，結合功的公式求出力F做功的大小．
（2）根據平均功率的公式求出力F做功的平均功率．
（3）根據速度時間公式求出3s末的速度，根據P=Fv求出F做功的瞬時功率．

解答 解：（1）物體的加速度$a=\frac{F}{m}=\frac{8}{2}m/{s}_{\;}^{2}=4m/{s}_{\;}^{2}$
則位移$s=\frac{1}{2}a{t}_{\;}^{2}=\frac{1}{2}×4×{3}_{\;}^{2}=18m$
根據功的公式得：W=Fs=8×18=144J
（2）由$P=\frac{W}{t}$得，$P=\frac{W}{t}=\frac{144}{3}W=48W$
（3）3s末的速度v=at=4×3=12m/s
瞬時功率P=Fv得P=8×12W=96W
答：（1）力F對物體所做的功144J；
（2）力F對物體所做功的平均功率48W；
（3）在3s末力F對物體做功的瞬時功率96W

點評 本題考查了功和功率的基本運用，知道平均功率和瞬時功率的區別，掌握這兩種功率的求法，基礎題．