Question

质量为0.5kg的物体静止在水平面上，受到一个大小为3N的水平拉力F作用后开始运动，运动中所受滑动摩擦阻力为2N，此拉力F作用力2s后，其大小变为1N而方向不变，继续拉物体运动，直到物体停止在水平面上．求
（1）物体在改变拉力大小后，还能运动多长时间？
（2）物体总位移为多大？
（3）全过程中拉力F对物体所做的总功？
（4）拉力F的最大功率为多大？

Answer 1

分析：（1）根据牛顿第二定律求出拉力改变前后的加速度，再根据运动学基本公式即可求解；
（2）根据运动学基本公式分别求出物体匀加速和匀减速运动的位移，求和即可；
（3）根据W=Fs，求解即可；
（4）拉力的瞬时功率P=Fv．

解答：解：（1）根据牛顿第二定律得：
当拉力为3N时的加速度a1=

F1-f

m

=

3-2

0.5

=2m/s2
当拉力为1N时的加速度a1=

F2-f

m

=

1-2

0.5

=-2m/s2
2s末的速度v₁=a₁t=4m/s
改变拉力后的时间t2=

0-v1

a2

=2s
（2）匀加速运动的位移x1=

1

2

a1t12=4m
匀减速运动的位移x2=-

1

2

a2t22=4m
所以总位移为8m
（3）全过程中拉力F对物体所做的总功W=F₁x₁+F₂x₂=3×4+1×4=16J
（4）2s末的速度最大，力F也最大，所以拉力F的最大功率P=Fv=3×4=12W
答：（1）物体在改变拉力大小后，还能运动2s；
（2）物体总位移为8m；
（3）全过程中拉力F对物体所做的总功为16J；
（4）拉力F的最大功率为12W．

点评：本题主要考查了牛顿第二定律及运动学基本公式、做功公式、瞬时功率公式的直接应用，难度不大，属于基础题．