题目：
一个质量为2kg的物体，在水平地面上受到一个大小为20N的水平外力作用，从静止开始沿水平面做直线运动。已知物体与地面间的动摩擦因数为0.2，求：
（1）物体所受摩擦力的大小；
（2）物体所受合外力的大小；
（3）物体在5s末的速度大小；
（4）物体在前5s内的位移大小。
答案：
（1）根据滑动摩擦力公式，物体所受摩擦力的大小为：f = μF = 0.2 × 20N = 4N。
（2）物体受到的外力和摩擦力是平衡力，所以合外力的大小为：F合 = F - f = 20N - 4N = 16N。
（3）根据动量定理，合外力对物体的冲量等于物体动量的变化，所以有：I = ΔP = mv，其中v为5s末的速度，所以有：v = √(2aS) = √(2 × 16 × 5)m/s = 8m/s。
（4）根据位移公式，物体在前5s内的位移大小为：S = v0t + 1/2at² = 8 × 5 - 1/2 × 16 × 5²m = 20m。
例题：
一个质量为5kg的物体，在水平地面上受到一个大小为20N的水平外力作用，从静止开始沿水平面做直线运动。已知物体与地面间的动摩擦因数为0.2，求：
（1）物体所受摩擦力的大小；
（2）物体所受合外力的大小；
（3）物体在3s末的速度大小；
（4）物体在前3s内的位移大小。
解：（1）根据滑动摩擦力公式，物体所受摩擦力的大小为：f = μF = 0.2 × 20N = 4N。
（2）物体受到的外力和摩擦力是平衡力，所以合外力的大小为：F合 = F - f = 20N - 4N = 16N。
（3）根据动量定理，合外力对物体的冲量等于物体动量的变化，所以有：I = ΔP = mv’ - mv = mv''，其中v’和v''分别为3s末和初的速度，所以有：v’= v + at = v + 2 × 3m/s = v + 6m/s。由于不知道初速度v的值，所以无法求出v''的值。但是可以求出物体的位移S = v’t’ + 1/2at’² = (v + 6) × 3 - 1/2 × ( - 2) × (3)²m = (v + 6) × (3 + \sqrt{6})m。
（4）由于不知道初速度v的值，所以无法求出物体的位移S的值。但是可以求出物体的速度v''的值。根据速度公式，物体在3s末的速度为：v''= v’+ at’= (v + 6) + ( - 2) × (3)m/s= v + \sqrt{6}m/s。因此，物体的位移S’= v''t”+ S”= (v + \sqrt{6}) × (3 + \sqrt{6})m + S”m。其中S”为前两秒内的位移。由于不知道初速度v的值和前两秒内的位移S”，所以无法求出最终的位移S的值。但是可以求出前两秒内的位移S”= \frac{1}{2}at²= \frac{1}{2} × ( - 2) × (2)²m= - 4m。因此，最终的位移S’= (v + \sqrt{6}) × (3 + \sqrt{6})m - S”m=(v + \sqrt{6}) × (3 + \sqrt{6} - \sqrt{6})m=(v + \sqrt{6}) × (3m)。因此，物体的位移为(v + \sqrt{6}) × (3m)。
题目：
某家庭需要将5吨（1吨 = 1000千克）的水从地面提升到二楼。如果该家庭已经购买了定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，且只能使用一次。已知水的初温为20摄氏度，末温为60摄氏度，水的比热容为4.2 × 10^3焦耳/（千克·摄氏度），效率为60%，求需要的水和电功率各为多少？
答案：
水的质量：m = 5 × 10^3kg
水吸收的热量：Q = cmΔt = 4.2 × 10^3J/(kg·℃) × 5 × 10^3kg × (60℃ - 20℃) = 1.26 × 10^7J
已知效率为60%，则有：Q = W有用 = η × W总
消耗的总能量：W总 = Q / η = 2.1 × 10^7J
由于使用的是一次滑轮组，所以需要使用一个定滑轮和一个动滑轮。根据杠杆平衡条件，可得：F × S = W总
其中，S为绳子的长度，即绳子的段数n = S。因此，可以求出拉力F：
F = W总 / (S × G物) = 2.1 × 10^7J / (2S × 5 × 10^3kg) = 525N
由于使用的是电热器加热，所以电功率的计算公式为：P = UI，其中U为电压，I为电流。由于不知道电源电压的具体数值，所以无法直接求出电功率。
相关例题：
一只重为2N的羽毛球，以2m/s的速度水平飞行，受到空气阻力为1N，则球所受合力大小是____N。
答案：3N。
解析：
根据题意，羽毛球在飞行过程中受到重力和空气阻力，这两个力作用在同一直线上、方向相反，因此合力大小等于这两个力之差。所以球所受合力大小为F合 = G - f = 2N - 1N = 1N。
题目：
某家庭需要将5吨（1吨=1000千克）的水从地面提升至5米高的楼房顶部，需要使用功率为多大的提升装置？如果该装置的机械效率为60%，需要多少的额外功？
答案：
首先，我们需要根据题目中的数据来计算提升装置所需的功率。
已知水的质量为：5吨 = 5000千克
已知提升的高度为：5米
根据机械能守恒定律，可得到提升装置所需的功率：
$P = mgh = 5000 \times 9.8 \times 5 = 245000瓦$
接下来，我们需要计算额外功。
额外功 = 总功 - 有用功 = 总功率 - 机械效率 × 输入功率
= (245000瓦) - (60% × 245000瓦) = 76500瓦
所以，为了将5吨的水从地面提升至5米高的楼房顶部，需要使用功率为245000瓦的装置，额外功为76500瓦。
相关例题：
1. 一台电冰箱的功率为200瓦，每天平均工作2小时，那么一个月（按30天计算）消耗多少度电？
解：已知电冰箱功率为200瓦，每天工作2小时，每月工作30天。根据公式：用电量 = 功率 × 时间 × 每月天数，可得到用电量：
$200 \times 2 \times 30 = 1200瓦 \cdot 时$
将结果转换为度数：1200/1000 = 1.2度电。
2. 一台电热水器需要将1吨的水从25摄氏度加热到75摄氏度，需要多少千瓦时的电能？
已知水的质量为：1吨 = 1000千克，初始温度为：25摄氏度，最终温度为：75摄氏度。根据能量守恒定律，可得到电热水器所需电能：
$E = cm(t - t_o) = 4.2 \times 10^3 \times 1 \times (75 - 25) = 2.1 \times 10^6焦耳$
将焦耳转换为千瓦时（度）：$2.1 \times 10^6 / 3.6 \times 10^6 = 6/1$度电。