题目内容
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(1)物体上升过程中拉力F的大小;
(2)物体上升到0.25m高度处拉力F的瞬时功率.
分析:求解本题的关键是根据动能定理和机械能的概念写出有关拉力F与上升高度h的表达式,然后再根据图象即可求出拉力F,并根据瞬时功率公式求出对应的瞬时功率.
解答:解:(1)物体在F作用下做匀加速直线运动,取物体开始时位置为零势面,则物体在高度为h时机械能为:E=mgh+
①
由动能定理得:Fh-mgh=
②
联立①②可得:E=Fh
由图象可知h=1.0m时E=12J,代入上式解得F=12N
故物体上升过程中拉力F大小为12N.
(2)设物体上升至
=0.25m时的速度为
,此时物体的机械能为
,则
=mg
+
由图象可知
=3J
解得
=1m/s
设此时拉力F的瞬时功率为
,则
=F
=12W
故物体上升到0.25m高度处拉力F的瞬时功率为12W.
1 |
2 |
mv | 2 |
由动能定理得:Fh-mgh=
1 |
2 |
mv | 2 |
联立①②可得:E=Fh
由图象可知h=1.0m时E=12J,代入上式解得F=12N
故物体上升过程中拉力F大小为12N.
(2)设物体上升至
h | 1 |
v | 1 |
E | 1 |
E | 1 |
h | 1 |
1 |
2 |
mv | 2 1 |
由图象可知
E | 1 |
解得
v | 1 |
设此时拉力F的瞬时功率为
P | 1 |
P | 1 |
v | 1 |
故物体上升到0.25m高度处拉力F的瞬时功率为12W.
点评:遇到物理图象问题,关键是根据物理规律求出有关纵轴与横轴物理量的表达式,然后再根据图象读出的数据代入求解即可.
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练习册系列答案
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A、拉力F的大小为12N | B、物体上升1.0m处的速度为2m/s | C、撤去F后物体上升时间为0.1s | D、物体上升到0.25m高度处拉力F的瞬时功率12W |