Question

10．如图，一质量m=2kg的物体静止在光滑水平面上，在方向为水平向右、大小为4N的恒力F的作用下开始运动，求物体经过3s：
（1）力F对物体所做的功；
（2）力F对物体所做功的平均功率；
（3）在3s末力F对物体做功的瞬时功率．

Answer 1

分析 （1）根据牛顿第二定律求出物体的加速度，根据位移时间公式求出物体的位移，结合功的公式求出力F做功的大小．
（2）根据平均功率的公式求出力F做功的平均功率．
（3）根据速度时间公式求出3s末的速度，根据P=Fv求出F做功的瞬时功率．

解答 解：（1）物体的加速度a=$\frac{F}{m}=\frac{4}{2}m/{s}^{2}=2m/{s}^{2}$，
则位移s=$\frac{1}{2}a{t}^{2}=\frac{1}{2}×2×9m=9m$．
根据功的公式得：W=Fs=4×9J=36J
（2）由P=$\frac{W}{t}$得，P=$\frac{36}{3}W$=12W  
（3）3s末的速度v=at=2×3m/s=6m/s                       
瞬时功率P=Fv得  P=4×6W=24W．
答：（1）力F对物体所做的功为36J；
（2）力F对物体所做功的平均功率为12W；
（3）在3s末力F对物体做功的瞬时功率为24W．

点评 本题考查了功和功率的基本运用，知道平均功率和瞬时功率的区别，掌握这两种功率的求法，基础题．