Question

15．质量m=3kg的物体，在水平拉力F=6N的拉力作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间t=3s，求：
（1）力F在4s内对物体所做的功；
（2）力F在4s内对物体所做的功的平均功率；
（3）4s末力F对物体所做的功的瞬时功率．

Answer 1

分析 （1）由物体的运动的规律，可以求得物体运动的位移的大小，再根据功的公式可以直接求得功的大小；
（2）求的是平均功率，用前面求出的总功除以总的时间就可以；
（3）瞬时功率要用力与瞬时速度的乘积来计算，根据运动规律可以求得瞬时速度的大小，再由瞬时功率的公式可以求得瞬时功率的大小．

解答 解：（1）物体做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得：a=$\frac{F}{m}=\frac{6}{3}m/{s}^{2}=2m/{s}^{2}$，
4s物体运动的位移是：x=$\frac{1}{2}$at²=16m，
力F在4s内对物体所做的功为：W=Fx=6×16J=64J．
（2）力F在4s内对物体所做的功的平均功率为：
$\overline{P}=\frac{W}{t}=\frac{64}{4}W=16W$
（3）4s末物体的速度为：v=at=8m/s
所以3s末力F对物体所做的功的瞬时功率为：
P=Fv=6×8W=48W
答：（1）力F在3s内对物体所做的功是64J； 
（2）力F在3s内对物体所做的功的平均功率是16W；
（3）3s末力F对物体所做的功的瞬时功率是48W．

点评 求物体的平均功率和瞬时功率的时候一定要注意对公式的选择，瞬时功率只能用P=Fv来求解．