Question

3．如图所示，用水平向右的力F拉着物体，使其匀速直线运动了5m，运动时间为10s，F做功的功率是50W．求这段时间内：
（1）F的大小．
（2）物体受到的摩擦力多大．
（3）在方框内画出物体运动时的受力示意图．

Answer 1

分析 （1）已知F做功的功率和时间，利用P=$\frac{W}{t}$的变形公式W=Pt求出力F做的功，又知道物体匀速直线运动的距离，根据W=Fs的变形公式F=$\frac{W}{s}$求出F大小；
（2）因为物体匀速直线运动，根据二力平衡条件可求得物体受到的摩擦力多大；
（3）首先对物体进行受力分析，然后再从力的作用点沿力的作用线作出物体受力的示意图．

解答 解：（1）由P=$\frac{W}{t}$得，力F做的功：
W=Pt=50W×10s=500J，
由W=Fs得，F的大小：
F=$\frac{W}{s}$=$\frac{500J}{5m}$=100N．
（2）因为物体匀速直线运动，处于平衡状态，受平衡力作用；故摩擦力等于拉力，即f=F=100N．
（3）在水平地面上做匀速直线运动的物体，处于平衡状态，受平衡力作用；
在水平方向上受：拉力F，方向水平向右；阻力方向水平向左，它们是一对平衡力F=f=100N；
在竖直方向上受：竖直向下的重力和竖直向上的支持力，它们是一对平衡力，
从物体车的重心沿力的作用线作出各力的示意图，如图所示：

答：（1）F的大小为100N；
（2）物体受到的摩擦力为100N；
（3）如图所示．

点评 此题涉及到功率计算公式的应用、功的计算、力的示意图、二力平衡条件的应用等多个知识点，虽综合性较强，但难度不大．