问题 填空题

如图甲所示,一质量为m=1kg的小物块静止在粗糙水平面上的A点,从t=0时刻开始,物体在受如图乙所示规律变化的水平力F作用下向右运动,第3s末物块运动到B点时速度刚好为零,第5s末物块刚好回到A点,已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ=0.2,则物体从A运动到B间的平均速度为______m/s,水平力F在5s时间内对小物块所做功的功率______W.

答案

在3s-5s的时间内,物块在水平恒力F的作用下由B点匀加速直线运动到A点,

设加速度为a,AB间的距离为s,则:F-μmg=ma,

所以a=

F-μmg
m
=2m/s2

位移s=

1
2
at2=4m,

所以物体从A运动到B间的平均速度为

.
v
=
x
t
=
4
3
=1.33m/s

整个过程中摩擦力做的功为Wf=-2μmgs=16J,所以A错误.

设整个过程中F所做的功为WF,物体回到A点的速度为V,

由动能定理得:WF-2μmgs=

1
2
mV2

又由于 V2=2aS

所以 WF=2μmgs+mas=24J,

所以水平力F在5s内对物块平均做功功率为P=

WF
t
=
24
5
W=4.8W

故答案为:1.33;4.8

改错题