Question

如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知（g取10m/s²）（　　）

• A、物体加速度大小为2 m/s²
• B、F的大小为21N
• C、4s末F的功率大小为42W
• D、4s内F做功的平均功率为42W

Answer 1

分析：结合速度时间图线求出物体的加速度，通过牛顿第二定律求出拉力F的大小，根据运动学公式求出4s内物体的位移和4s末的速度，从而知道力的作用点的位移大小和速度，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的平均功率和瞬时功率．

解答：解：A、速度时间图线的斜率表示加速度，则物体的加速度a=

2

4

m/s2=

1

2

m/s2．故A错误．
B、根据牛顿第二定律得，2F-mg=ma，则F=

mg+ma

2

=

20+2× 1 2

2

N=10.5N．故B错误．
C、4s末物体的速度为2m/s，则拉力作用点的速度为4m/s，则拉力的功率P=Fv=10.5×4=42W．故C正确．
D、4s内物体的位移x=

1

2

×4×2m=4m，则拉力作用点的位移为8m，拉力平均功率P=

Fs

t

=

10.5×8

4

W=21W．故D错误．
故选：C．

点评：本题的易错点在于认为物体的位移等于F作用点的位移，实际上F作用点的位移和速度是物体位移和速度的2倍．