质量是4kg的物体静止在水平面上,物体与水平面之间的摩檫因数是0.09,物体受到与水平面成60度仰角、大小是20牛的拉力的作用.求在2秒钟内拉力做的功,摩檫力做的功,物体获得动能,拉力做功的

Question

质量是4kg的物体静止在水平面上,物体与水平面之间的摩檫因数是0.09,物体受到与水平面成60度仰角、大小是20牛的拉力的作用.求在2秒钟内拉力做的功,摩檫力做的功,物体获得动能,拉力做功的平均功率
2、在2秒末拉力做功的即时功率（g取10m/s2)

Answer 1

物体受到的拉力F可以分解成水平方向和竖直方向
在水平方向上,Fx=F*cos60`=20*0.5N=10N
在竖直方向上,Fy=F*sin60`=20*（根号3）/2=10*（根号3）
在竖直方向上,由于Fy支持力N=G-Fy=40-10*（根号3）=22.68N
在水平方向上,物理受到的最大静摩擦为0.09N=2.04N
由于最大静摩擦小于Fx 所以物体会开始滑动
在水平方向上的合力Fxnet=Fx-f=7.96N
所以物体的加速度a=Fxnet/m=7.96/4=1.99m/(s^2)
在2s内 物体的位移s=0.5*a*（t^2)=0.5*1.99*2^2m=3.98m
由于位移方向是水平的 所以拉力做的功Wf=Fx*s=39.79J
摩擦力做的功W2=-f*s= -8.12J
由动能定理可得,物体得到的动能Ek=Wf+W2=31.67J
拉力做功的平均功率P=Wf/t=19.90W
2s末物体的速度v=at=3.98m/s
所以拉力做工的即时功率P2=Fx*v=39.79W