Question

如圖甲所示，足夠長的固定光滑細(xì)桿與地面成一定傾角，在桿上套有一個(gè)光滑小環(huán)，沿桿方向給環(huán)施加一個(gè)拉力F，使環(huán)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，已知拉力F及小環(huán)速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示，重力加速度g取10 m/s².則以下判斷正確的是（     ）

A．小環(huán)的質(zhì)量是1kg

B．細(xì)桿與地面間的傾角是30°

C．前3 s內(nèi)小環(huán)機(jī)械能的增加量是5.75 J

D．前3 s內(nèi)拉力F的最大功率是2.25 W

 

Answer 1

【答案】

 AC

【解析】

試題分析:從速度時(shí)間圖象得到環(huán)先勻加速上升，然后勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，有

加速階段 F1-mgsinθ=ma

勻速階段 F2-mgsinθ=0

解得：m=1kg；sinθ=0.45，故A正確，B錯(cuò)誤；從速度時(shí)間圖象可以得到，前1s的位移為0.25m，1到3s位移為1m；前3s拉力做的功為：W=5×0.25+4.5×1=5.75J，故C正確；第一秒內(nèi)，速度不斷變大，拉力的瞬時(shí)功率也不斷變大，第1秒末，P=Fv=5×0.5=2.5W，第一秒末到第三秒末，P=Fv=4.5×0.5=2.25W

即拉力的最大功率為2.5W，故D錯(cuò)誤；

考點(diǎn)：牛頓第二定律；力的合成與分解的運(yùn)用