题目内容

如图甲所示,足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,沿杆方向给环施加一个拉力F,使环由静止开始运动,已知拉力F及小环速度v随时间t变化的规律如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2.则以下判断正确的是(    )

A.小环的质量是1kg
B.细杆与地面间的倾角是30°
C.前3 s内小环机械能的增加量是5.75 J
D.前3 s内拉力F的最大功率是2.25 W

AC

解析试题分析:从速度时间图象得到环先匀加速上升,然后匀速运动,根据牛顿第二定律,有
加速阶段 F1-mgsinθ=ma
匀速阶段 F2-mgsinθ=0
解得:m=1kg;sinθ=0.45,故A正确,B错误;从速度时间图象可以得到,前1s的位移为0.25m,1到3s位移为1m;前3s拉力做的功为:W=5×0.25+4.5×1=5.75J,故C正确;第一秒内,速度不断变大,拉力的瞬时功率也不断变大,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
即拉力的最大功率为2.5W,故D错误;
考点:牛顿第二定律;力的合成与分解的运用

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