高中 | 功率的概念与计算 题目答案及解析

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必修2

第七章 机械能守恒定律

7.3 功率

功率的概念与计算

如图甲,质量$m=2\;\rm kg$的物体静止在水平面上,物体跟水平面间的动摩擦因数$\mu =0.2$。从$t=0$时刻起,物体受到一个水平力$F$的作用而开始运动,$F$随时间$t$变化的规律如图乙,$g$$10\;\rm m/s^{2}$,则$F$在前$6\;\rm s$的平均功率为$(\qquad)$

["

$60\\;\\rm W$

","

$56\\;\\rm W$

","

$28\\;\\rm W$

","

$16\\;\\rm W$

"]
[["B"]]

$0\sim 4\;\rm s$内,物体的加速度大小为$a_{1}=\dfrac{F_{1}-\mu mg}{m}=\dfrac{10-0.2 \times 2 \times 10}{2}\;\rm m/s^{2}=3\;\rm m/s^{2}$

物体通过对位移为$x_{1}=\dfrac{1}{2}a_{1}t_{1}^{2}=\dfrac{1}{2} \times 3 \times 4^{2}\;\rm m=24\;\rm m$

$4\;\rm s$时物体的速度为$v_{1}=a_{1}t_{1}=3\times 4\;\rm m/s=12\;\rm m/s$

$4\sim 6\;\rm s$内,由于$F_{2}=\mu mg=0.2\times 2\times 10\;\rm N=4\;\rm N$

则物体做匀速直线运动,通过的位移为$x_{2}=v_{1}t_{2}=12\times 2\;\rm m=24\;\rm m$

$0\sim 6\;\rm s$内,水平力$F$做的总功为$W=F_{1}x_{1}+F_{2}x_{2}=10\times 24\;\rm J+4\times 24\;\rm J=336\;\rm J$

$F$在前$6\;\rm s$的平均功率为$\overline{P}=\dfrac{W}{t}=\dfrac{336}{6}\;\rm W=56\;\rm W$,故$\rm ACD$错误,$\rm B$正确。

故选:$\rm B$

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