题目内容

5.如图甲所示,小物块静止在倾角θ=37°的粗糙斜面上.现对物块施加一个沿斜面向下的推力F,力F的大小随时间t的变化情况如图乙所示,物块的速率v随时间t的变化规律如图丙所示,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s2.下列说法正确的是(  )
A.物块的质量为1 kg
B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.7
C.0~3 s时间内力F做功的平均功率为0.32W
D.0~3 s时间内物块克服摩擦力做的功为5.12 J

分析 结合给出的图象,根据牛顿第二定律和运动学公式求解物块质量和动摩擦因数;根据$P=\frac{W}{t}$求解平均功率,运用功的定义式W=Flcosα求摩擦力做功.

解答 解:由速度图象知在1~3 s时间内,物块做匀加速直线运动,则0.8N+mgsinθ-μmgcosθ=ma,a=$\frac{0.8-0}{3-1}$m/s2=0.4 m/s2.在3~4 s时间内,物块匀速运动,受力平衡,则μmgcosθ-mgsinθ=0.4N,解得m=1kg,μ=0.8,选项A正确,B错误;
0~1 s时间内,物块静止,力F不做功,1~3s时间内,力F=0.8N,物块的位移为:x=$\frac{1}{2}$×0.4×22m=0.8 m,0~3 s内力F做功的平均功率为:$P=\frac{W}{t}=\frac{Fx}{t}=\frac{0.8×0.8}{3}W=0.213W$,选项C错误;
0~3 s时间内物块克服摩擦力做的功为μmgcosθ•x=5.12J,选项D正确.
故选:AD

点评 本题是与图象综合的问题,关键是正确地受力分析,运用牛顿第二定律和共点力平衡进行求解

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