Question

12．如图甲所示，放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力F的作用，F的大小与时间t的关系如乙图所示，物体运动速度v与时间t的关系如丙图所示．

（1）2～4秒内物体的机械能变大（选填“变大”、“不变”或“变小”）．
（2）在2～4秒阶段，物体在拉力方向上运动了0.4米，则拉力F所做的功为1.2焦耳．
（3）6秒内物体的平均速度是0.2米/秒．
（4）在4～6秒阶段，拉力F的功率是多少瓦？

Answer 1

分析 （1）由v-t图象可知，物体在2～4s内的速度变化，然后根据影响动能和势能的因素判断机械能的变化；
（2）由F-t图象可知，物体在2～4s内受到的拉力，根据W=Fs求出拉力F做的功；
（3）在v-t图象中，图象与时间轴围成的面积表示位移，也是本题中的路程，再根据速度公式求出平均速度；
（4）在4～6s阶段，由v-t图象可知行驶的速度，由F-t图象可知受到的拉力，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出拉力F的功率．

解答 解：（1）由v-t图象可知，物体在2～4s内的速度均匀变大，且质量和高度不变，
则物体的动能变大，势能不变，机械能变大；
（2）由F-t图象可知，物体在2～4s内受到的拉力F=3N，
拉力F做的功W=Fs=3N×0.4m=1.2J；
（3）在v-t图象中，图象与时间轴围成的面积表示位移，
则6秒内物体的路程即图线与时间轴围成的梯形面积：
s′=$\frac{1}{2}$（2+4）×0.4m=1.2m，
6秒内物体的平均速度：
v=$\frac{s′}{t}$=$\frac{1.2m}{6s}$=0.2m/s；
（4）在4～6s阶段，由v-t图象可知行驶的速度v′=0.4m/s，由F-t图象可知受到的拉力F′=2N，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得，拉力F的功率：
P=F′v′=2N×0.4m/s=0.8W．
答：（1）变大；（2）1.2；（3）0.2；（4）在4～6秒阶段，拉力F的功率是0.8W．

点评 本题考查了学生对图象问题的分析能力，能从图象中得出相关的信息，然后根据影响机械能的因素、做功公式、平均速度公式、功率公式即可正确答题，是中考的热点考题．