Question

20．如圖所示，放在水平地面上的物體，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物體運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖甲、乙所示．由圖象可知當(dāng)t=3s時(shí)，物體受到的摩擦力為2N，2-6s時(shí)，物體的平均速度為3m/s，2-6s時(shí)，拉力的平均功率為7W．

Answer 1

分析 （1）由圖乙可知，4～6s內(nèi)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，受到的阻力和推力是一對(duì)平衡力，二力大小相等，由圖甲可知推力的大小即為受到的滑動(dòng)摩擦力；2～4s內(nèi)物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，物體對(duì)地面的壓力和接觸面的粗糙程度不變，受到的滑動(dòng)摩擦力不變，據(jù)此可知t=3s時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力；
（2）2～4s內(nèi)物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，先求出平均速度，根據(jù)v=st求出物體運(yùn)動(dòng)的距離，再根據(jù)s=vt求出4～6s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的距離，用2～6s內(nèi)的總路程和總時(shí)間的比值求出其平均速度；
（3）由圖甲讀出2～4s內(nèi)的推力，根據(jù)W=Fs求出推力做的功，再根據(jù)W=Fs求出4～6s內(nèi)推力做的功，總功和總時(shí)間的比值即為2～6s內(nèi)的平均功率．

解答 解：（1）由圖乙可知，4～6s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的速度v=4m/s，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，物體受到的摩擦力和推力是一對(duì)平衡力，二力大小相等，
由圖甲可知，4～6s內(nèi)物體受到的推力F₂=2N，則滑動(dòng)摩擦力f=F₂=2N，
因滑動(dòng)摩擦力的大小只與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，
所以，2～4s內(nèi)物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的摩擦力也為2N，即t=3s時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力為2N；
（2）2～4s內(nèi)物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，則平均速度v_平均=$\frac{0+v}{2}$=$\frac{0+4m/s}{2}$=2m/s，
由v=$\frac{s}{t}$可得，2～4s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的距離：s₁=v_平均t₁=2m/s×2s=4m，
4～6s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的距離：s₂=vt₂=4m/s×2s=8m，
則2～6s內(nèi)的平均速度：
v=$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{t}$=$\frac{4m+8m}{4s}$=3m/s；
（3）由圖甲可知，2～4s內(nèi)的推力F₁=3N，
則2～4s內(nèi)推力做的功：W₁=F₁s₁=3N×4m=12J，
4～6s內(nèi)推力做的功：W₂=F₂s₂=2N×8m=16J，
則2～6s內(nèi)的平均功率：
P=$\frac{{W}_{1}+{W}_{2}}{t}$=$\frac{12J+16J}{4s}$=7W．
故答案為：2N；3；7W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)圖象問題的分析能力，能從圖象中得出相關(guān)的信息，然后根據(jù)平衡條件、影響滑動(dòng)摩擦力的因素、速度公式、做功公式、功率公式即可正確答題，要注意物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)平均速度等于初、末速度之和的一半．