题目内容

11.如图所示,有一倾角为37°的斜面固定在电梯底板上,一质量为2kg的物体静止在斜面上,现让电梯从静止开始向上加速运行,加速度大小为2m/s2.且物体始终相对斜面静止.则在电梯从静止开始上升过程中(g=10m/s2)(  )
A.在t=2s时,重力的功率大小为40W
B.在2s内,合外力对物体做功的功率为16W
C.在2s内,斜面对物体做功为96J
D.在2s内,支持力对物体做功为96J

分析 根据速度时间公式求出2s末的速度,结合瞬时功率的公式求出2s末重力的瞬时功率,根据动能定理求出合力做功的大小,结合平均功率的公式求出平均功率的大小.根据动能定理求出斜面对物体做功的大小.

解答 解:A、t=2s时,物体的速度v=at=2×2m/s=4m/s,则重力功率P=mgvcos180°=-20×4W=-80W,故A错误.
B、根据动能定理知,合力做功${W}_{合}=\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{2}×2×16J=16J$,则合力做功的功率$P=\frac{{W}_{合}}{t}=\frac{16}{2}W=8W$,故B错误.
C、根据动能定理知,$W-mgh=\frac{1}{2}m{v}^{2}$,h=$\frac{1}{2}a{t}^{2}=\frac{1}{2}×2×4m=4m$,解得斜面对物体做功W=96J,故C正确.
D、因为斜面对物体做功等于支持力和摩擦力做功的代数和,由于摩擦力做功不为零,可知支持力做功不等于96J,故D错误.
故选:C.

点评 本题考查了动能定理和功率的基本运用,知道合力做功等于各力做功的代数和,以及知道平均功率和瞬时功率的区别,掌握这两种功率的求法.

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