题目内容

17.如图(a)所示,用竖直向上的拉力F拉着一质量为1kg的小物块使其由静止开始竖直向上运动,经过一段时间后撤去拉力F.以地面为零势能面,物块的机械能随时间变化的图线如图(b)所示,已知2s末拉力F的大小为10N,不计空气阻力,取g=10m/s2,下列结论正确的是(  )
A.拉力F做的功为50JB.1s末拉力F的功率为20W
C.2s末物块的动能为25JD.物块落回地面时动能为40J

分析 通过机械能随时间变化图线,求出拉力F的大小,根据功的公式求出拉力做功的大小.根据功率的公式求出拉力F的瞬时功率,由撤外力后机械能守恒求得落回地面时物块的动能.

解答 解:A、由功能关系可知,拉力F做的功等于物体机械能的增量,故力F做的功为 WF=E-0=50J,故A正确;
B、E-t图象的斜率为:k=$\frac{△E}{△t}$=$\frac{{W}_{F}}{t}$=P,即E-t图的斜率表示拉力做功的功率,前2s内拉力的功率恒定,所以1秒末功率是25W,故B错误;
C、0-2秒内物体做拉力恒定功率的变加速运动,而2s末拉力 F=10N,由P=Fv知:v=$\frac{P}{F}$=$\frac{25}{10}$m/s=2.5m/s,2s末物块的动能为:Ek=$\frac{1}{2}$mv2=$\frac{1}{2}$×1×2.52J=3.125J,故C错误;
D、撤掉外力后,物体的机械能守恒,则得落回地面时物块的动能为50J,故D错误.
故选:A

点评 本题的关键是通过图象挖掘信息,掌握功能关系和机械能守恒的条件并灵活应用.要知道图象的斜率等于拉力做功的功率.

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