题目内容

18.一滑块静止在光滑的水平地面上,某时刻开始,受到的水平力F作用后,速度v随时间t变化关系如图所示,则下列说法正确的是(  )
A.0~t2时间内,F的功率先增大后减小
B.t2时刻F等于0
C.t2~t3时间内F做正功
D.t1~t3时间内,F先做正功后做负功,总功为0

分析 由v-t图象知加速度大小,由牛顿运动定律知力大小,由功率计算的表达式P=Fv可知功率大小变化,由动能定理可知,F做功即合外力做的功,且等于物体动能的增加量.

解答 解:A、由功率计算的表达式P=Fv可知,mgs1sin53°-mgs2sin37°-μmgcos53°s1-μmgcos37°s2=0时,因v=0,故P1=0,t2时刻因F等于0,故此时P2=0,定性分析可知0~t2时间内,F的功率先增大后减小,选项A正确;
B、由v-t图象可知,0~t2时间内,滑块的加速度先增大后减小,t2时刻速度最大,加速度却等于0,由牛顿第二定律可知,此时滑块所受合外力也等于0,因地面光滑,水平力F就是合外力,故t2时刻F等于0,选项B正确;
C、D、由动能定理可知,F做功即合外力做的功,且等于物体动能的增加量,故t2~t3时间内F做负功(物体动能减少),t1~t3时间内,F先做正功(t1~t2)后做负功(t2~t3),总功为0,选项C错误,选项D正确.
故选:ABD

点评 此题考查v-t图象与功能关系的结合,注意P=Fv,不止考虑力还要看速度大小.

练习册系列答案
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7.如图1所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可验证机械能守恒定律.
①已准备的器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需要的器材是D(填字母代号).
A.直流电源、天平及砝码    B.直流电源、毫米刻度尺
C.交流电源、天平及砝码    D.交流电源、毫米刻度尺
②实验中需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某同学对实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案,这些方案中合理的是:D.
A.用刻度尺测出物体下落的高度h,由打点间隔数算出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过$v=\sqrt{2gh}$计算出瞬时速度v
C.根据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过$h=\frac{v^2}{2g}$计算得出高度h

D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v
③安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图2所示.图中O点为打点起始点,且速度为零.选取纸带上打出的连续点A、B、C、…作为计数点,测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3,已知重锤质量为m,当地重力加速度为g,计时器打点周期为T.为了验证此实验过程中机械能是否守恒,需要计算出从O点到F点的过程中,重锤重力势能的减少量△Ep=mgh2,动能的增加量△Ek=$\frac{{m{{({h_3}-{h_1})}^2}}}{{8{T^2}}}$(用题中所给字母表示).
④实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量,关于这个误差下列说法正确的是BD
A.该误差属于偶然误差
B.该误差属于系统误差
C.可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D.可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
⑤某同学在实验中发现重锤增加的动能略小于重锤减少的重力势能,于是深入研究阻力对本实验的影响.若重锤所受阻力为f,重锤质量为m,重力加速度为g.他测出各计数点到起始点的距离h,并计算出各计数点的速度v,用实验测得的数据可绘制出图线v2-h,如图3所示.图象是一条直线,此直线斜率k=$\frac{2(mg-f)}{m}$(用题中字母表示).
已知当地的重力加速度g=9.8m/s2,由图线求得重锤下落时受到阻力与重锤所受重力的百分比为$\frac{f}{mg}$=2.0%(保留两位有效数字).

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