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        1. 精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情
          如圖1所示,足夠長的固定光滑細桿與地面成一定傾角,在桿上套有一個光滑小環(huán),沿桿方向給環(huán)施加一個拉力F,使環(huán)由靜止開始運動,已知拉力F及小環(huán)速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖2所示,重力加速度g取10m/s2.則以下判斷正確的是( )

          A.小環(huán)的質量是1kg
          B.細桿與地面間的傾角是30°
          C.前3s內小環(huán)機械能的增加量是5.75J
          D.前3s內拉力F的最大功率是2.25W
          【答案】分析:從速度時間圖象得到環(huán)先勻加速上升,然后勻速運動;對環(huán)受力分析,受重力、支持力和拉力,根據牛頓第二定律列式分析.
          解答:解:A、B、從速度時間圖象得到環(huán)先勻加速上升,然后勻速運動,根據牛頓第二定律,有
          加速階段 F1-mgsinθ=ma
          勻速階段 F2-mgsinθ=0
          解得
          m=1kg
          sinθ=0.45
          故A正確,B錯誤;
          C、從速度時間圖象可以得到,前1s的位移為0.25m,2到3s位移為1m;
          前3s拉力做的功為:W=5×0.25+4.5×1=5.75J
          故C正確;
          D、第一秒內,速度不斷變大,拉力的瞬時功率也不斷變大,第1秒末,P=Fv=5×0.5=2.5W
          第一秒末到第三秒末,P=Fv=4.5×0.5=2.25W
          即拉力的最大功率為2.5W,故D錯誤;
          故選AC.
          點評:本題關鍵是根據速度時間圖象得到運動規(guī)律,然后受力分析,最后根據牛頓第二定律列式求解.
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          (1)當t=1.5s時,重力對金屬棒ab做功的功率;
          (2)金屬棒ab在開始運動的1.5s內,電阻R上產生的熱量;  
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          (2)金屬棒ab在開始運動的1.5s內,電阻R上產生的熱量;  
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