Question

【题目】如图所示，水平地面静止放着一质量m＝5kg的木箱，木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，一与水平方向成θ＝37°、大小F＝20N的恒力作用于木箱，木箱在力F的作用下由静止开始运动4.0s，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2，求：

（1）4.0s末，木箱的速度大小。

（2）4.0s内，力F所做的功。

（3）4.0s末，力F的瞬时功率。

Answer 1

【答案】（1）4.0s末，木箱的速度大小是6.62m/s；

（2）4.0s内，力F所做的功是215J；

（3）4.0s末，力F的瞬时功率是106W。

【解析】

（1）根据牛顿第二定律求出木箱的加速度，由速度公式即可求出末速度；

（2）根据位移公式求出木箱移动的距离，由功的定义式即可求出F所做的功；

（3）由瞬时功率的公式求解即可。

（1）木箱受到重力、恒力F、水平面的支持力以及摩擦力的作用，设加速度大小为a，将拉力正交分解，水平方向根据牛顿第二定律得：

，

竖直方向：，

又：，代入解得：

，

4.0s末的速度：

；

（2）移动的距离为：

，

根据功的定义式，得4.0s内力F所做的功为：

；

（3）根据功率的公式得：，得4.0s末拉力F的瞬时功率为：

P＝Fvcos37°＝20×6.62×0.8W＝106W。