Question

9．如圖1所示，水平地面上有一長方體木箱．小林用水平推力F把木箱向前推動．此過程中，推力F和木箱前進(jìn)的速度v的大小隨時(shí)間t的變化情況分別如圖2甲、乙所示．在第2s時(shí)刻，木箱受到的摩擦力f=20N，在0～1s內(nèi)，推力對木箱所做的功0J，在3～5s內(nèi)，推力對木箱所做功的功率為20W．

Answer 1

分析 （1）物體處于靜止或者勻速直線運(yùn)動狀態(tài)時(shí)，受到的力是平衡力，相互平衡的兩個(gè)力大小相等；物體做勻速運(yùn)動時(shí)，受到的摩擦力是最大靜摩擦力，即使再做加速運(yùn)動，受到的摩擦力也不變；
（2）根據(jù)做功的兩個(gè)條件：有力作用在物體上且物體在力的方向上通過了距離，判斷在0～1s內(nèi)推力是否做功；
（3）功等于力和距離的乘積，根據(jù)乙圖算出3～5s通過的距離，根據(jù)甲圖找出此時(shí)的推力，根據(jù)W=Fs計(jì)算出推力做的功，然后根據(jù)功率為P=$\frac{W}{t}$求出功率．

解答 解：
（1）由乙圖可知，在3～5s內(nèi)木箱做勻速直線運(yùn)動，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可知，木箱受到的滑動摩擦力f=F，由甲圖可知，在3～5s內(nèi)推力F=20N，則木箱受到的滑動摩擦力f=F=20N；由圖甲可知，木箱在1～3s內(nèi)做加速運(yùn)動，受到的摩擦力為滑動摩擦力，滑動摩擦力與推力大小無關(guān)，物體間接觸面與物體間壓力不變，物體受到的滑動摩擦力不變，則1s～3s內(nèi)木箱受到的摩擦力大小為20N；
（2）木箱在0～1s內(nèi)沒有動，因此在0～1s內(nèi)，推力對木箱所做的功為0J；
（3）由乙圖知，箱子3～5s內(nèi)通過的距離s=vt=1m/s×2s=2m，由甲圖指此時(shí)受到的推力F=20N，因此推力做功W=Fs=20N×2m=40J，
在3～5s內(nèi)，推力對木箱所做功的功率為P=$\frac{W}{t}$=$\frac{40J}{2s}$=20W．
故答案為：20；0；20．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對力學(xué)圖象的分析能力，能從圖象上得到有用的物理信息是解題的關(guān)鍵，是一道鍛煉學(xué)生分析思考能力的好題．