Question

如圖所示，光滑水平地面靜止放著質量m=10kg的木箱，與水平方向成θ=60°的恒力F作用于物體，恒力F=2.0N．當木箱在力F作用下由靜止開始運動4.0s，求
（1）4.0s末物體的速度大小；
（2）4.0s內力F所做的功；
（3）4.0s末拉力F的瞬時功率．

Answer 1

【答案】分析：（1）木箱受到重力、恒力F、水平面的支持力作用，根據牛頓第二定律求出加速度，由速度公式求解速度，
（2）由位移公式求出位移，根據功的定義式w=Flcosα求出力F所做的功；
（3）根據p=Fvcosα求出4.0s末拉力F的瞬時功率
解答：解：（1）木箱受到重力、恒力F、水平面的支持力作用，設加速度大小為a，
將拉力正交分解，根據牛頓第二定律得：
    Fcos60°=ma
代入解得  a=0.1m/s²
所以4s末箱的速度為v=at=0.1×4=0.4m/s．
（2）移動的距離是x=at²=×0.1×4²=0.8m
根據功的定義式w=Flcosα得
4.0s內力F所做的功w=Flcosα=2×0.8×cos60°=0.8J．
（3）根據p=Fvcosα得
4.0s末拉力F的瞬時功率p=Fvcosα=2×0.4×cos60°=0.4W．
答：（1）4.0s末物體的速度大小是0.4m/s 
（2）4.0s內力F所做的功0.8J    
（ 3）4.0s末拉力F的瞬時功率是0.4W．
點評：牛頓第二定律和運動學公式解決力學問題的基本方法，也可以運用動能定理和位移公式求解．
恒力的功用恒力的大小和力方向上的位移的乘積即可求出，在求瞬時功率時要注意功率公式的選擇．