Question

9．如图1所示，水平地面上有一长方体木箱．小林用水平推力F把木箱向前推动．此过程中，推力F和木箱前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图2甲、乙所示．在第2s时刻，木箱受到的摩擦力f=20N，在0～1s内，推力对木箱所做的功0J，在3～5s内，推力对木箱所做功的功率为20W．

Answer 1

分析 （1）物体处于静止或者匀速直线运动状态时，受到的力是平衡力，相互平衡的两个力大小相等；物体做匀速运动时，受到的摩擦力是最大静摩擦力，即使再做加速运动，受到的摩擦力也不变；
（2）根据做功的两个条件：有力作用在物体上且物体在力的方向上通过了距离，判断在0～1s内推力是否做功；
（3）功等于力和距离的乘积，根据乙图算出3～5s通过的距离，根据甲图找出此时的推力，根据W=Fs计算出推力做的功，然后根据功率为P=$\frac{W}{t}$求出功率．

解答 解：
（1）由乙图可知，在3～5s内木箱做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可知，木箱受到的滑动摩擦力f=F，由甲图可知，在3～5s内推力F=20N，则木箱受到的滑动摩擦力f=F=20N；由图甲可知，木箱在1～3s内做加速运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，滑动摩擦力与推力大小无关，物体间接触面与物体间压力不变，物体受到的滑动摩擦力不变，则1s～3s内木箱受到的摩擦力大小为20N；
（2）木箱在0～1s内没有动，因此在0～1s内，推力对木箱所做的功为0J；
（3）由乙图知，箱子3～5s内通过的距离s=vt=1m/s×2s=2m，由甲图指此时受到的推力F=20N，因此推力做功W=Fs=20N×2m=40J，
在3～5s内，推力对木箱所做功的功率为P=$\frac{W}{t}$=$\frac{40J}{2s}$=20W．
故答案为：20；0；20．

点评 本题考查了学生对力学图象的分析能力，能从图象上得到有用的物理信息是解题的关键，是一道锻炼学生分析思考能力的好题．