填空题4.0分
物理

25.如图(a)所示,某同学在水平面上用水平力拉一质量为1kg的物块由静止开始运动。借助力传感器和位移传感器,该同学测得不同时刻物块的速度v和拉力F,并绘出v-1/F图像,见图(b),其中线段AB与v轴平行,所用时间为2s,线段BC的延长线过原点,所用时间为4s,v2为物块能达到的最大速度,此后物块的速度和拉力保持不变。不计空气阻力,则2s末(B点)拉力的功率为        W,这6s内物块的位移为           m。

正确答案及相关解析

正确答案

7.68    15.5 。

解析

C点速度最大,此时牵引力等于阻力,则:f=F=2N。AB阶段牵引力不变,物体做匀加速运动,则:a=。根据牛顿第二定律得:a=解得:F=3.2N所以2s末(B点)拉力的功率为:P=Fv=7.68W因为BC为直线,且沿长线过原的,即动力F恒功率输出,PB=PC,当牵引力等于阻力时,速度最大,则:m/s前2s的位移:=2.4m。从B到C的过程中运用动能定理得:Pt2﹣fs2=解得:s2=13.1m所以6s内的位移为s=s1+s2=15.5m。

考查方向

功率、平均功率和瞬时功率;牛顿第二定律

解题思路

当速度取最大值时,牵引力等于阻力,求出阻力大小,线段AB与v轴平行,说明AB阶段牵引力不变,物体做匀加速运动,根据运动学基本公式可以求出加速度,再根据牛顿第二定律可以求牵引力,拉力的功率P=Fv.根据匀加速直线运动基本公式及动能定理即可求解6s内的位移.

易错点

考查了牛顿第二定律、运动学基本公式、牵引力与功率的关系,知道当牵引力等于阻力时,速度最大

知识点

牛顿第二定律 功率