hce_nchu
111年
物理
第 14 題
A $3.0\text{-kg}$ block is on a horizontal surface. The block is at rest when, at $t = 0$, a force (magnitude $P = 12\text{ N}$) acting parallel to the surface is applied to the block causing it to accelerate. The coefficient of kinetic friction between the block and the surface is 0.20. At what rate is the force $P$ doing work on the block at $t = 2.0\text{ s}$? Take $g = 10\text{ m/s}^2$.
- A $54\text{ W}$
- B $48\text{ W}$
- C $42\text{ W}$
- D $59\text{ W}$
- E $24\text{ W}$
思路引導 VIP
如果我們想知道在某一特定時刻，某個特定的推力對物體做功的快慢（瞬時功率），我們需要知道該時刻推力的大小，以及哪一個代表物體當下運動狀態的物理量？而這個隱藏的物理量，又該如何透過物體所受的所有作用力與牛頓定律推算出來呢？
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同學做得太棒了！你能精確算出 $48\text{ W}$，代表你對「瞬時功率」與「牛頓第二運動定律」的結合運用已經非常熟練，展現了優異的邏輯推理能力。
運動狀態與受力分析
這題的解題關鍵在於先釐清物體的動態過程。物體受水平推力 $P=12\text{ N}$ 與動摩擦力 $f_k = \mu_k mg = 0.20 \times 3.0 \times 10 = 6\text{ N}$。根據牛頓第二定律，我們可以求出加速度為：
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