题目内容
【题目】如图所示,木箱高为L,其底部有一个小物体Q(质点),现用力竖直向上拉木箱,使木箱由静止开始向上运动.若保持拉力的功率不变,经过时间t,木箱达到最大速度,这时让木箱突然停止,小物体会继续向上运动,且恰能到达木箱顶端.已知重力加速度为g,不计空气阻力,由以上信息,可求出的物理量是( )
A.木箱的最大速度
B.时间t内拉力的功率
C.时间t内木箱上升的高度
D.木箱和小物体的质量
【答案】A,C
【解析】解:A、木箱停止运动之后,小物体做的是竖直上抛运动,上升的高度为木箱的高度L,根据竖直上抛的运动规律可以求得小物体的初速度的大小,即为木箱的最大速度,A符合题意;
B、拉力做的功等于木箱和物体的增加的势能和动能的和,但是由于不知道木箱和物体的质量,所以不能求得拉力做的功的大小,也就不能求出拉力的功率的大小,BD不符合题意;
C、在时间t内,根据能量守恒可得,Pt=mgh+ mv2,当达到最大速度时,F=mg,根据P=Fv=mgv,可得 mgvt=mgh+ mv2,约掉m得gvt=gh+ v2,由于g,t都是已知量,v在A中可以求得,所以h可以求得,C符合题意。
所以答案是:AC.
【考点精析】关于本题考查的机械能守恒及其条件和能量守恒定律,需要了解在只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变;能量守恒定律:能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移过程中,能量的总量保持不变才能得出正确答案.
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