Question

12．如圖所示，在離地面高為1m的光滑水平桌面上，靜止放置一塊質(zhì)量為0.5kg的木塊，木塊在一個(gè)大小為2N的水平推力F的作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力．求：
（1）木塊從靜止開(kāi)始沿桌面運(yùn)動(dòng)2m所需要的時(shí)間t．
（2）在上述過(guò)程中，推力F對(duì)木塊所做的功W_F．
（3）若木塊運(yùn)動(dòng)2m后立即撤去推力，木塊落地前一瞬間的動(dòng)能E_k為多大？

Answer 1

分析 （1）水平推力持續(xù)作用在木塊上的過(guò)程，木塊做勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律求出加速度，再由位移公式求運(yùn)動(dòng)時(shí)間t．
（2）根據(jù)W=Fx求推力做的功W_F．
（3）對(duì)從開(kāi)始到落地的整個(gè)過(guò)程，運(yùn)用動(dòng)能定理求解木塊在落地時(shí)的動(dòng)能．

解答 解：（1）木塊在推力F作用下作勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為：a=$\frac{F}{m}$=$\frac{2}{0.5}$=4m/s²；
由x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$得：t=$\sqrt{\frac{2x}{a}}$=$\sqrt{\frac{2×2}{4}}$=1s
（2）在上述過(guò)程中，推力F對(duì)木塊所做的功為：W_F=Fx=2×2J=4J
（3）從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到落到地上的全過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：W_F+mgh=E_k-0
解得，木塊落地前一瞬間的動(dòng)能為：E_k=9J
答：（1）木塊從靜止開(kāi)始沿桌面運(yùn)動(dòng)2m所需要的時(shí)間t是1s．
（2）在上述過(guò)程中，推力F對(duì)木塊所做的功W_F是4J．
（3）若木塊運(yùn)動(dòng)2m后立即撤去推力，木塊落地前一瞬間的動(dòng)能E_k為9J．

點(diǎn)評(píng) 本題首先要分析清楚木塊的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，在已知受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，可根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合研究．應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)要注意選擇好研究的過(guò)程．