如图所示，物体在竖直向上的拉力作用下由静止开始向上加速运动．在物体向上运动5s时，撤去拉力．已知拉力

Question

如图所示，物体在竖直向上的拉力作用下由静止开始向上加速运动．在物体向上运动5s时，撤去拉力．已知拉力F=30N，物体的质量m=2kg，求：（空气阻力忽略不计，g取10m/s2）（1）前5s内拉力做功WF；（2）第3s末合外力的功率P；（3）物体回到出发点时的动能EK．

Answer 1

（1）由牛顿第二定律得：
F-mg=ma，代入数据解得：a=5m/s²，
5s内物体的位移：x=

1

2

at²=

1

2

×5×5²=62.5m，
拉力的功：W_F=Fx=30×62.5=1875J；
（2）物体在3s末的速度：v=at′=5×3=15m/s，
3s末合外力的功率：P=（F-mg）v=（30-2×10）×15=150W；
（3）对整个运动过程，由动能定理得：
W_F=E_K-0，解得，物体的动能：E_K=1875J；
答：（1）前5s内拉力做功为1875J；
（2）第3s末合外力的功率为150W；
（3）物体回到出发点时的动能为1875J．