Question

12．如图所示，在离地面高为1m的光滑水平桌面上，静止放置一块质量为0.5kg的木块，木块在一个大小为2N的水平推力F的作用下开始运动，不计空气阻力．求：
（1）木块从静止开始沿桌面运动2m所需要的时间t．
（2）在上述过程中，推力F对木块所做的功W_F．
（3）若木块运动2m后立即撤去推力，木块落地前一瞬间的动能E_k为多大？

Answer 1

分析 （1）水平推力持续作用在木块上的过程，木块做匀加速运动，由牛顿第二定律求出加速度，再由位移公式求运动时间t．
（2）根据W=Fx求推力做的功W_F．
（3）对从开始到落地的整个过程，运用动能定理求解木块在落地时的动能．

解答 解：（1）木块在推力F作用下作匀加速运动的加速度为：a=$\frac{F}{m}$=$\frac{2}{0.5}$=4m/s²；
由x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$得：t=$\sqrt{\frac{2x}{a}}$=$\sqrt{\frac{2×2}{4}}$=1s
（2）在上述过程中，推力F对木块所做的功为：W_F=Fx=2×2J=4J
（3）从开始运动到落到地上的全过程中，由动能定理得：W_F+mgh=E_k-0
解得，木块落地前一瞬间的动能为：E_k=9J
答：（1）木块从静止开始沿桌面运动2m所需要的时间t是1s．
（2）在上述过程中，推力F对木块所做的功W_F是4J．
（3）若木块运动2m后立即撤去推力，木块落地前一瞬间的动能E_k为9J．

点评 本题首先要分析清楚木块的运动过程，在已知受力情况确定运动情况时，可根据牛顿第二定律和运动学公式结合研究．应用动能定理时要注意选择好研究的过程．