题目内容

13.如图所示,物块受到斜向右上方的恒力F作用,从静止开始沿光滑水平面运动,然后沿倾角为30°的光滑斜面向上做减速运动,若物块在水平面和斜面上的加速度大小均为2m/s2,当物块在水平面和斜面上速度大小均为v时,拉力的功率分别为P1、P2,则下列正确的是(  )
A.P2>0,P1一定大于P2
B.P2>0,P1一定小于P2
C.P2<0,P1一定大于|P2|
D.P2>0,但P1与P2的大小关系无法确定

分析 根据功能关系知道机械能随时间的瞬时变化率等于拉力F的功率,根据功率公式和牛顿第二定律分析即可.

解答 解:根据瞬时功率的公式有:P1=Fvcosα
由牛顿第二定律得 Fcosα=ma,则P1=mav=2mv
  P2=F′v,F′为F沿斜面方向的分力大小.
根据牛顿第二定律得 mgsin30°-F′=ma,
将a=2m/s2,代入解得  F′=3m
则 P2=3mv,所以P1<P2
由功能关系知道机械能随时间的瞬时变化率等于拉力F的功率,由于F一直做正功,所以物体的机械能一直在增大,则P2>0,故B正确,ACD错误.
故选:B.

点评 本题综合考查了功率公式、牛顿第二定律的综合运用,知道功率等于力、速度以及力与速度方向夹角余弦的乘积,知道机械能随时间的瞬时变化率等于拉力F的功率.

练习册系列答案
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3.如图1,三个实验场景A、B、C分别是某同学按照课本中的要求所做的“研究匀变速度直线运动规律”实验、“探究功与速变化的关系”实验、“验证机械能守恒定律”实验.该同学正确操作获得了一系列纸带,但由于忘了标记,需要逐一对应分析.图2是该同学在实验中获得的一条纸带,图中纸带上各点是打点计时器连续打下的点.已知所用打点计时器频率为50Hz,完成以下问题.

(1)由图2纸带可求出加速度大小为2.5m/s2(保留两位有效数字),该纸带所对应的实验场景是A(填A、B或C),其理由是场景B变加速运动,场景C接近重力加速度;
(2)对这三个实验操作的有关分析正确的是:D
A.选用场景A的装置来做“研究匀变速直线运动规律”实验时,必须平衡摩擦力
B.选用场景C的装置作“验证机械能守恒定律”的实验时,可根据v=g t计算重物在t时刻的速度从而获得动能
C.选用场景A的装置在平衡摩擦力后可验证机械能守恒定律
D.选用场景C的装置作“验证机械能守恒定律”的实验时应选择下端带橡胶垫的重物
(3)选用场景B的装置来做“探究功与速度变化的关系”实验时:ACD
A.必须平衡摩擦力
B.数据处理时应测量纸带全段的平均速度
C.数据处理时应测量纸带点迹均匀一段的平均速度
D.每次改变橡皮筋条数时释放小车的位置应重合.

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