Question

物理 质量为2kg的物体，放在动摩擦因数为0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，

拉里做的功W和物体发生的位移s之间的关系如右图所示，整个过程中拉力的平均功率为？

答案为6.75W

Answer 1

W=FS，牵引力就是WS图像的斜率
0-3m，牵引力F1=15/3=5N
3-9m, F2 = (27-15)/(9-3)=2N
F1-umg = ma1, v1 = at1, S1 = 1/2a1 t1^2

F2-umg = ma2, v2 = v1 + at2, S2 = v1t2+1/2 a2 t2^2
可以解得a1 = 1.5, a2 = 0 , v1 = 3

t1 = 2, t2 = 2
因此平均功率 = W/t = 27/(2+2) = 6.75

追问

为什么不能求平均拉力 平均速度 乘起来P=Fv 得平均功率？

追答

因为分段求的话，两段之间没线性关系，所以必须从平均功率的定义出发

追问

什么意思……
F1=5N F2=2N 按比例算一下 平均3N 这种
算分段吗？

追答

首先平均力就没有这种定义，你是怎么计算出来平均力=3N的？
平均功率是 总功/总时间，平均速率= 总路程/总时间
平均力是什么东西？
学习物理要首先掌握定义，这是最重要的，不能想当然的“发明”一些物理量，每一个物理量都有其定义和实际意义的

追问

（5×1+2×2）÷3 我觉得第一段走了3m 第二段走了6m 比是1:2 所以一个×1一个×2
……………………

好吧 就这样O(∩_∩)O谢谢

追答

有创意，但可以不对啊，学习不可偷懒啊，基础感念是学习物理的基础

Answer 2

S1=3m S2=6m

W1=F1S1
F1=15/3=5N
W2=F2S2
F2=(27-15)/6=2N
阻力：
f=μmg=0.1*20=2N
a1=(F1-f)/m=(3/2=1.5m/s^2
S1=a1t1^2/2
3=1.5*t1^2/2
t1=2s
V1=a1t1=1.5*2=3m/s (第一阶段的末速度）

a2=0
t2=S2/V1=6/3=2s

P=W/(t1+t2)=27/4=6.75W

追问

为什么不能求平均拉力 平均速度 乘起来P=Fv 得平均功率？

追答

平均拉力：这个提法本身是错的，力在空间上的积累叫做功，这种积累不能求平均，只能相加。

追问

好的O(∩_∩)O谢谢

Answer 3

先根据功分段求得各段的拉力，再由拉力和阻力求加速度，再由加速度和位移求各段时间，最后求得总时间。
平均功率即为总功与总时间的比值！

仅供参考！有疑再问！

Answer 4

由图像分析
0-3m W1=F1S1 F1=W1/S1=15/3N=5N
物体受到的摩擦力
f=μmg=2N.
合力F合1=F1-f=ma1=3N
加速度a1=3/2m/s^2=1.5m/s^2
设运动3米时间为t1
S1=1/2a1t1^2
t1=√（2S1/a）=√（6/1.5）s=2s
2秒末速度
V1=a1t1=1.5m/s^2×2s=3m/s
3-9m
F2=W2/S2=(27-15)/6 N=2N
拉力等于摩擦力，物体匀速运动，时间
t2=S2/V1=6/3s=2s

整个过程平均功率
P=W/(t1+t2)=27/(2+2)W=6.75W

追问

为什么不能求平均拉力 平均速度 乘起来P=Fv 得平均功率？

追答

如果是恒定的力可以用，力乘以平均速度来求平均功率。两者都是平均没什么理论依据啊。

追问

也就是说这个公式不能这么用是吗？

追答

P=W/t W=FS t=S/V平 用三个公式能推导出平均功率
P=FV平

平均力没由听说过。

Answer 5

不会请再问