质量为2kg的物体放在地面上,在竖直向上的拉力作用下,由静止开始向上运动,在此过程中,物体的机械能和位移x之间...
问题详情:
质量为2kg的物体放在地面上,在竖直向上的拉力作用下,由静止开始向上运动,在此过程中,物体的机械能和位移x之间的关系如图所示,设物体在地面的重力势能为零,g=l0m/s2.
下列说法正确的是()
A. 前2m物体作匀加速直线运动,加速度为5m/s2
B. 拉力的功率一直增大
C. 前2m和后2m运动时间相等
D. x=2m时,物体的动能最大
【回答】
考点: 动能定理的应用;功率、平均功率和瞬时功率.
专题: 动能定理的应用专题.
分析: 物体原来静止在地面上,机械能为零,拉力做功多少,物体的机械能就增加多少,根据功能关系得到机械能E与拉力F的表达式,由图象读出斜率求出拉力F,由牛顿第二定律求出前2m物体的加速度;并根据斜率,分析2﹣4m内拉力大小,判断物体的运动情况,即可分析拉力的功率如何变化;由运动学公式分析前2m和后2m运动时间关系.
解答: 解:A、由题意,设物体在地面的重力势能为零,则有根据功能关系得:物体的机械能为E=Fx,E﹣x图象的斜率大小等于F,由图知:前2s内拉力F=30N,由牛顿第二定律得:a1==m/s2=5m/s2.故A正确.
B、D在2﹣4m内F=10N<mg,故在这段时间内物体做匀减速运动,由P=Fv可知,拉力的功率先增大后减小,x=2m时,物体的动能最大.故B错误,D正确.
C、前2m内,物体运动时间为t1,则有x=,代入解得,t1==s=s
2﹣4m内物体的加速度大小为a2==5m/s2=a1,根据运动的对称*可知,在2﹣4m内物体的运动时间也为s.故C正确.
故选ACD
点评: 本题关键根据功能关系得到E与F、x的关系式,抓住斜率等于拉力F,然后对物体的运动过程运用动能定理和位移公式列式进行求解.
知识点:动能和动能定律
题型:多项选择
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