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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?
【答案】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
当拉力为1N时的加速度
2s末的速度v1=a1t=4m/s
改变拉力后的时间
(2)匀加速运动的位移=4m
匀减速运动的位移=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.
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