Question

如圖甲所示，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，沿桿方向給環施加一個拉力F，使環由靜止開始運動，已知拉力F及小環速度v隨時間t變化的規律如圖乙所示，重力加速度g取10 m/s².則以下判斷正確的是（    ）

A．小環的質量是1kg

B．細桿與地面間的傾角是30°

C．前3 s內小環機械能的增加量是5.75 J

D．前3 s內拉力F的最大功率是2.25 W

Answer 1

AC

解析試題分析:從速度時間圖象得到環先勻加速上升，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；從速度時間圖象可以得到，前1s的位移為0.25m，1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；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；
考點：牛頓第二定律；力的合成與分解的運用