Question

20．在水平地面上有一長方體木箱，小平用水平推力把木箱向前推動，如圖甲所示．此過程中，推力F隨時間t的變化情況如圖乙所示，木塊前進的速度v的大小隨時間t的變化情況如圖丙所示，則木箱運動時所受的摩擦力為200N；在勻速運動過程中推力的功率為200W．在1到3秒內物體的平均功率為150W．在0到5秒內推力的平均功率為140W．（1到3秒的平均速度為0.5m/s）

Answer 1

分析 （1）根據木塊做勻速直線運動情況時的推力得出摩擦力的大小；
（2）從圖丙中讀出勻速運動過程中木箱前進的速度，從乙圖讀出3-5s的拉力，根據P=Fv算勻速運動過程中推力的功率；
（3）根據P=Fv算出在1到3秒內物體的平均功率；
（4）根據W=Pt算出1-3s和3-5s的功，將兩個功相加即可得總功，根據P=$\frac{W}{t}$算出0到5秒內推力的平均功率．

解答 解：（1）由圖丙知，3到5s時間內，物體做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，由圖乙可知，此時f=F=200N；
（2）由圖丙知，勻速運動過程中木箱前進的速度為v=1m/s，
在勻速運動過程中推力的功率為：P=Fv=200N×1m/s=200W；
（3）由圖乙知1-3s的拉力為F′=300N，
在1到3秒內物體的平均功率為：P′=F′v′=300N×0.5m/s=150W；
（4）1-3s做的功為：W=Pt=150W×2s=300J，
3-5s做的功為：W′=P′t′=200W×2s=400J，
在0到5秒內推力的功為：W_總=W+W′=300J+400J=700J，
在0到5秒內推力的平均功率為：P_平均=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{700J}{5}$=140W．
故答案為：200；200；150；140．

點評 本題考查了學生對力學圖象的分析能力，能從圖象上得到有用的物理信息是解題的關鍵，是一道鍛煉學生分析思考能力的好題．