Question

4．如圖所示，在光滑的水平面上，質(zhì)量m=2kg的物體，在水平拉力F=4N的作用下，從靜止開始運(yùn)動(dòng)，求
（1）力F在4s內(nèi)對(duì)物體所做的功；
（2）力F在4s內(nèi)對(duì)物體做功的平均功率；
（3）在4s末，力F對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率．

Answer 1

分析 （1）由物體的運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，可以求得物體運(yùn)動(dòng)的位移的大小，再根據(jù)功的公式可以直接求得功的大小；
（2）求的是平均功率，用前面求出的總功除以總的時(shí)間就可以；
（3）瞬時(shí)功率要用力與瞬時(shí)速度的乘積來計(jì)算，根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以求得瞬時(shí)速度的大小，再由瞬時(shí)功率的公式可以求得瞬時(shí)功率的大小．

解答 解：（1）物體在力F作用下的加速度$a=\frac{F}{m}=\frac{4}{2}m/{s}_{\;}^{2}=2m/{s}_{\;}^{2}$
4s內(nèi)的位移$x=\frac{1}{2}a{t}_{\;}^{2}=\frac{1}{2}×2×{4}_{\;}^{2}=16m$
力F在4s內(nèi)做的功W=Fx=4×16J=64J
（2）力F在4s內(nèi)做功的平均功率$\overline{P}=\frac{W}{t}=\frac{64}{4}W=16W$
（3）4s末，物體的速度v=at=2×4=8m/s
力F做功的瞬時(shí)功率P=Fv=4×8=32W
答：（1）力F在4s內(nèi)對(duì)物體所做的功64J；
（2）力F在4s內(nèi)對(duì)物體做功的平均功率16W；
（3）在4s末，力F對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率32W

點(diǎn)評(píng) 求物體的平均功率和瞬時(shí)功率的時(shí)候一定要注意對(duì)公式的選擇，瞬時(shí)功率只能用P=Fv來求解．