Question

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

Answer 1

分析 （1）水平推力持續(xù)作用在木塊上的過程，木塊做勻加速運動，由牛頓第二定律求出加速度，再由位移公式求運動時間t．
（2）根據W=Fx求推力做的功W_F．
（3）對從開始到落地的整個過程，運用動能定理求解木塊在落地時的動能．

解答 解：（1）木塊在推力F作用下作勻加速運動的加速度為：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）在上述過程中，推力F對木塊所做的功為：W_F=Fx=2×2J=4J
（3）從開始運動到落到地上的全過程中，由動能定理得：W_F+mgh=E_k-0
解得，木塊落地前一瞬間的動能為：E_k=9J
答：（1）木塊從靜止開始沿桌面運動2m所需要的時間t是1s．
（2）在上述過程中，推力F對木塊所做的功W_F是4J．
（3）若木塊運動2m后立即撤去推力，木塊落地前一瞬間的動能E_k為9J．

點評 本題首先要分析清楚木塊的運動過程，在已知受力情況確定運動情況時，可根據牛頓第二定律和運動學公式結合研究．應用動能定理時要注意選擇好研究的過程．