23.(8分)小林用水平推力F把木箱沿水平方向向前推动。在此过程中,推力F随时间t的变化情况如图甲所示,木箱前进速度v的大小随时间t的变化情况如图乙所示。
(1)在0~1 s内,小林对木箱所做的功是多少?
(2)木箱是质量为30 kg、棱长为1 m的正方体,静止时木箱对水平地面的压强是多少?
(3)从3 s到5 s木箱克服摩擦力做功的功率是多少?


武汉市教科院八年级第二次月考物理真卷
当阳市实验中学八年级第二次月考物理真卷
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23.【点拨】本题考查功、功率、固体压强等计算公式,关键是根据图像分析木箱在各时间段的受力情况和运动状态。
【解析】(1)由图甲知,在0~1 s内,推力大小为100 N;由图乙可知,在0~1 s内木箱处于静止状态,由W=Fs知,在0~1 s内小林对木箱所做的功为0;
(2)木箱的重力为:$G=mg=30\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=300\ \mathrm{N}$,木箱在水平地面静止时,对水平面的压力等于其重力,即$F_{压}=G=300\ \mathrm{N}$;
对水平地面的压强为:$p=\frac{F_{压}}{S}=\frac{F_{压}}{l^2}=\frac{300\ \mathrm{N}}{(1\ \mathrm{m})^2}=300\ \mathrm{Pa}$;
(3)由图乙知,3 s到5 s时间内,木箱做匀速直线运动,结合图甲和二力平衡条件可知,此时木箱受到的摩擦力f=F=200 N;
由$P=\frac{W}{t}=\frac{fs}{t}=fv$得,克服摩擦力做功的功率为$P=fv=200\ \mathrm{N}×1\ \mathrm{m/s}=200\ \mathrm{W}$。

【分析】
本题需结合推力随时间变化的F-t图像和速度随时间变化的v-t图像，分析木箱在不同时间段的运动状态与受力情况，再运用功、固体压强、功率的相关公式逐一解题。第(1)问需判断0~1s内木箱是否移动，若静止则做功为0；第(2)问先计算木箱重力，水平面上压力等于重力，再用压强公式求解；第(3)问先根据匀速运动时二力平衡确定摩擦力，再利用功率公式计算克服摩擦力的功率。
【解析】
(1) 由图甲可知，0~1s内推力F=100N；由图乙可知，0~1s内木箱速度为0，处于静止状态，即木箱在推力方向上没有移动距离（s=0），根据功的计算公式W=Fs，可得小林对木箱做的功W=100N×0m=0J。
(2) 木箱的重力G=mg=30kg×10N/kg=300N；木箱静止在水平地面上时，对地面的压力等于自身重力，即F压=G=300N；木箱与地面的接触面积S=l²=(1m)²=1m²，根据压强公式p=F压/S，可得对地面的压强p=300N/1m²=300Pa。
(3) 由图乙可知，3~5s内木箱速度保持1m/s不变，做匀速直线运动；此时木箱受力平衡，摩擦力与推力大小相等，结合图甲可知此段推力F'=200N，故摩擦力f=F'=200N；根据功率公式P=W/t=fs/t=fv，可得克服摩擦力做功的功率P=200N×1m/s=200W。
【答案】
(1) 0；(2) 300Pa；(3) 200W
【知识点】
功的计算、压强的计算、功率的计算
【点评】
本题结合图像考查功、压强、功率的基础计算，关键是从图像中提取运动状态和力的信息，需学生熟练运用相关公式，属于常规中档题。
【难度系数】
0.6