如图甲所示,质量m=1.0 kg的物体置于倾角θ=37º的固定粗糙斜面上,t=0时对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t1=1 s时撤去拉力,物体运动的部分v-t

如图甲所示,质量m=1.0 kg的物体置于倾角θ=37º的固定粗糙斜面上,t=0时对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t1=1 s时撤去拉力,物体运动的部分v-t

题型:不详难度:来源:
如图甲所示,质量m=1.0 kg的物体置于倾角θ=37º的固定粗糙斜面上,t=0时对物体施以平行于斜面向上的拉力Ft1=1 s时撤去拉力,物体运动的部分vt图象如图乙所示。设斜面足够长,物体所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,则下列说法正确的是(sin37º=0.6,cos37º=0.8,g取10 m/s2
A.拉力F的大小为20 N
B.物体运动到最高点的时间为3 s
C.0~1 s内克服重力做功的平均功率为100 W
D.t=4 s时物体的速度大小为10 m/s

答案
B
解析

本题考查了牛顿运动定律和匀变速直线运动的图像的相关知识。
分析:根据速度时间图线求出匀加速直线运动和匀减速直线运动的加速度大小,根据牛顿第二定律求出拉力的大小。通过速度时间图线可知3s末的速度,从而确定其位置。除重力以外其它力做的功等于机械能的增量,根据这一功能关系判断何时机械能最大。根据牛顿第二定律求出下滑的加速度,从而得出t=4s末的速度大小。
解答: A、匀加速直线运动的加速度大小:a1=20/1m/s2=20m/s2,匀减速直线运动的加速度大小:a2=10/1m/s2=10m/s2。根据牛顿第二定律有:a1= (F-mgsin37°-μmgcos37°)/ m;
a2= (mgsin37°+μmgcos37°)/ m;联立两式得,F=30N,μ=0.5,故A错误。
B、根据速度时间图线知,当速度减到零时,t=3s,则知t=3s时物体运动到最高点。故B正确。
C、在0~1s内,除重力以外,有拉力和摩擦力做功,两个力的合力做正功,则机械能增加,1s后,除重力以外只有摩擦力做功,摩擦力做负功,机械能减小。故C错误。
D、物体返回时的加速度a3= (mgsin37°-μmgcos37°)/ m=2m/s2。则t=4s时的速度大小v=a3t′=2×1m/s=2m/s。故D错误。
故说法正确的是B。
点评:本题是与图象结合的一道综合题,关键理清物体的运动情况,物体先做匀加速直线运动,然后做匀减速直线运动,速度减为零后返回做匀加速直线运动。
举一反三
一位高三年级的男生骑着自行车在水平公路上以较快的速度行驶,设所受阻力为车和人总重的0.05倍,则该同学骑车的功率最接近于
A.10WB.50WC.250WD.1kW

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用水平力拉一物体在水平地面上从静止开始做匀加速运动,t1时刻撤去拉力F,物体做匀减速运动,到t2时刻停止.其速度—时间图 象如图

所示,且.若拉力F做的功为W1,平均功率为
P1;物体克服摩擦阻力做的功为W2,平均功率为P2
则下列选项正确的是 (   )
A.W1W2B.W1 = W2
C.P1P2D.P1 = P2

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关于功和能,下列说法正确的是:(   )
A.功就是能,能就是功B.功可以转化为能
C.功是物体能量的量度D.功是物体能量转化的量度

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关于摩擦力做功,下列说法正确的是:(   )
A.摩擦力一定对物体做负功
B.滑动摩擦力一定对物体做负功
C.滑动摩擦力可能对物体做负功,也可能对物体做正功
D.静摩擦力一定对物体不做功

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一辆汽车在平直公路上以额定功率行驶,汽车质量为4.0×103kg,所受阻力恒为2.0×103N,发动机的额定功率为4.0×104W,则在60s内汽车牵引力所做的功为
         J,汽车在行驶过程中所能达到的最大速度为       m/s。
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