题目内容
8.质量为4 kg的物体静止在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.1,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等.t=0时,物体受到水平拉力F的作用,F随时间t的变化规律如图所示.在0-8s内,求:(1)物体的位移大小.
(2)阻力做的功.
(3)拉力的平均功率.
分析 (1)先求出滑动摩擦力,然后结合图象求出各个时间段的合力,再求的各段的加速度,根据运动学公式求得速度和位移,
(2)根据W=fx求得摩擦力做功
(3)利用动能定理求得拉力的平均功率,
解答 解:
在0~3s内,拉力等于4N,最大静摩擦力等于4N,故物体静止.
在3~4s内,由牛顿第二定律得:
F1-μmg=ma1,
解得:
a1=2m/s2,
位移为:${s}_{1}=\frac{1}{2}{{a}_{1}t}_{1}^{2}$=$\frac{1}{2}$×2×12m=1m.
4s末物体的速度大小为:
v1=a1t1=2m/s,
在4~6s内,拉力等于4N,最大静摩擦力等于4N,故物体匀速直线运动,位移为:
s2=2×2m=4m.
在6~8s内,物体的加速度大小为:a2=a1=2m/s2,位移为:
s3=v1t+$\frac{1}{2}$${a}_{1}{t}^{2}$=2×2+$\frac{1}{2}$×2×22=8m
故物体在0-8s内,位移大小为:
s=1m+4m+8m=13m.
(2)克服阻力做功为Wf=fs=4×13J=52J
故摩擦力做功为-52J
(3)8s末的速度为v3=v1+at=2+2×2m/s=6m/s
由动能定理可得:
Pt-fs=$\frac{1}{2}{mv}_{3}^{2}$,
即:
P×8-52=$\frac{1}{2}×4×{6}^{2}$,
解得:
P=15.5W.
答:(1)物体的位移大小为13m.
(2)阻力做的功为-52J.
(3)拉力的平均功率为15.5W
点评 本题关键一是分时间段求出物体的合力,然后求出加速度;二是用动能定理来求平均功率,在用平均功率来表示功是一个比较好的方法,应注意体会.
练习册系列答案
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17.下列说法中正确的是( )
A. | 物体的加速度越大,其速度越大 | |
B. | 运动速度越大的物体,其惯性越大 | |
C. | 物体静止时受到的摩擦力叫静摩擦力 | |
D. | 物体只在重力作用下从静止开始的运动叫自由落体运动 |
18.如图所示,m1与m2通过轻质绳连接,m1<m2,滑轮光滑且质量不计.在m2下降一段距离(不计空气阻力)的过程中,下列说法中正确的是( )
A. | m1的机械能守恒 | B. | m1的机械能减小 | ||
C. | m1和m2的总机械能减少 | D. | m1和m2组成的系统机械能守恒 |
3.图甲是交流发电机模型示意图,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直磁感线的轴OO'转动,由线圈引出的导线ae和df分别与两个线圈一起绕OO'转动的金属圆环相连接,金属原话又分别与两个固定的电刷保持滑动接触,这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路,图乙是线圈的主视图,导线ab和cd分别用它们的横截面来表示,已知ab长度为L1,bc长度为L2,线圈电阻为r,线圈以恒定角速度ω逆时针转动,(只考虑单匝线圈,其余电阻不计)( )
A. | 若在线圈平面处于中性面时开始计时,瞬时电动势e=BL1L2sinωt | |
B. | 若在线圈平面垂直于中性面时开始计时,瞬时电动势e=BL1L2sinωt | |
C. | 线圈产生的交变电流的电动势的有效值为E=$\sqrt{2}B{L_1}{L_2}$ω | |
D. | 线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热为${Q_R}=πRω{(\frac{{B{L_1}{L_2}}}{R+r})^2}$ |
13.
如图为T39列车时刻表(部分)设火车在每个车站都能准点到达,准点开出,则关于火车运动情况叙述正确的是( )
站序 | 车站 | 车次 | 出发时间 达到时间 | 历时 |
1 | 北京 | T39 | 13:42 ---- | ---- |
2 | 天津 | T39 | 15:18 15:09 | 01:27 当日到达 |
3 | 重庆 | T39 | 16:31 16:29 | 02:47 当日到达 |
A. | 13:40火车速度为零 | |
B. | 15:10火车是运动的 | |
C. | 北京到天津火车一直是匀速直线运动 | |
D. | 根据时刻表数据可以求出火车任意时刻的速度 |
17.物理学中建立概念运用许多科学方法,下列概念的建立有三个用到了“等效替代”的方法,有一个不属于这种方法,这个概念是( )
A. | 平均速度 | B. | 点电荷 | C. | 合力 | D. | 总电阻 |