Question

8．如圖所示，質量m=1kg的物體靜止在粗糙水平面上，在F=4N的水平拉力作用下從A點運動到B點，作用時間為5s，到達B點后撤去拉力，物體繼續(xù)運動到C點停止運動，已知動摩擦因素μ=0.2（g=10m/s²），求：
（1）拉力做的功；
（2）物體到達B點時的動能；
（3）整個過程中克服摩擦力做的功．

Answer 1

分析 （1）根據物體受力分析求得物體運動的加速度，由位移時間關系求得AB間位移的大小，根據功的表達求拉力所做的功；
（2）根據動能定理求得物體到達B點時的動能；
（3）整個過程由動能定理求得克服摩擦力做的功．

解答 解：（1）物體在水平方向受到的合力F_合=F-f=F-μmg=4-0.2×1×10N=2N
根據牛頓第二定律可知，物體產生的加速度a=$\frac{{F}_{合}}{m}=\frac{2}{1}m/{s}^{2}=2m/{s}^{2}$
所以在力F作用5s時間內，物體產生的位移x=$\frac{1}{2}×2×{5}^{2}m=25m$
則此過程中拉力所做的功W_F=Fx=4×25J=100J
（2）根據動能定理物體從A到B過程中有：
F_合x=E_kB-E_kA
所以物體到達B點時的動能E_kB=F_合x+E_kA=2×25+0J=50J
（3）整個過程中只有拉力和摩擦力做功，故有：
W_F-W_克=0-0
所以物體克服摩擦力做的功W_克=W_F=100J
答：（1）拉力做的功為100J；
（2）物體到達B點時的動能為50J；
（3）整個過程中克服摩擦力做的功為100J．

點評 本題主要考查牛頓運動定律的應用及動能定理的應用，掌握牛頓運動規(guī)律及動能定理是正確解題的關鍵．