题目内容

19.如图甲所示,质量为m=11kg的木块静止在水平面上,现用与水平面成θ=37°角的力F拉着木块运动,5s后撤去拉力,木块运动的v-t图象如图乙所示,不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,则下列说法正确的是(  )
A.木块与水平面间的动摩擦因数0.25
B.拉力F的大小为70N
C.在0~7s内,木块克服摩擦力做功为1400J
D.在2s时,拉力F的瞬时功率为280W

分析 撤去拉力后木块做匀减速运动,由v-t图象的斜率求出加速度,再由牛顿第二定律求木块与水平面间的动摩擦因数.再研究有拉力作用的过程,由v-t图象求出加速度,再由牛顿第二定律求拉力F的大小.由位移公式求出0.7s内木块的位移,再由功的公式求克服摩擦力做功.由速度公式求出2s末木块的速度,再由公式P=Fvcosθ求瞬时功率.

解答 解:A、撤去拉力后木块做匀减速运动,由v-t图象的斜率可得,匀减速运动的加速度大小为 a2=$\frac{10}{7-5}$=5m/s2,由牛顿第二定律得:μmg=ma2,解得 μ=0.5,故A错误.
B、0-5s内木块的加速度为 a1=$\frac{v}{t}$=$\frac{10}{5}$=2m/s2,由牛顿第二定律得:Fcosθ-μ(mg-Fsinθ)=ma1,解得 F=70N,故B正确.
C、在0-7s内,木块的位移为 x=$\frac{1}{2}{a}_{1}{t}^{2}$=$\frac{1}{2}$×2×72=49m,木块克服摩擦力做功 W=μ(mg-Fsinθ)x=0.5×(11×10-70×0.6)×49=1666J,故C错误.
D、在2s时,木块的速度为 v=a1t=4m/s,此时拉力F的瞬时功率为 P=Fvcosθ=70×4×0.8W=224W,故D错误.
故选:B

点评 本题是牛顿第二定律和运动学公式结合处理动力学问题,加速度是关键量,是联系力和运动学关系的桥梁,在这种方法中是必求的量.

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