Question

4．一個物體在粗糙程度均勻的水平面上受到水平拉力作用，在一段時間內(nèi)的速度隨時間變化情況如圖所示，則拉力的功率隨時間變化的圖象可能是如圖中的（　�。�

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 根據(jù)圖象分析物體的運動情況和受力情況，根據(jù)物體的運動狀態(tài)找出兩個過程中拉力的大小關(guān)系及第一個過程末和第二個過程初的速度關(guān)系，由P=Fv得到拉力的功率與時間的關(guān)系，再選擇圖象．

解答 解：根據(jù)v-t圖象和題意可知：一個物體在粗糙程度均勻的水平面上受到水平拉力作用，在一段時間內(nèi)先做勻加速運動后勻速直線運動：
①在第一個加速過程中，物體受到的拉力大于摩擦力，即F₁＞f，且F₁的大小不變；
拉力的功率P₁=$\frac{W}{t}$=$\frac{{F}_{1}s}{t}$=F₁v，而v與t成正比，則有v=kt（k為比例系數(shù)）；
所以P₁=F₁v=F₁kt，即P與t成正比，則P-t圖象為一過原點的傾斜直線；
②在第二個過程中，物體以第一個過程中的末速度做勻速直線運動，受到的拉力F₂等于摩擦力，因接觸面的粗糙程度與壓力大小不變，故摩擦力大小不變，F(xiàn)₂=f；
此時拉力的功率與速度的關(guān)系為P₂=F₂v_末，因拉力F₂與此時物體的速度v_末均為定值，即功率大小不隨時間變化，為一水平直線；
因F₁＞F₂，且第一個過程末時刻的速度等于第二個過程初時刻的速度，所以，第一個過程末時刻的功率大于第二個過程初時刻的功率（即圖象中的轉(zhuǎn)折處功率突然減�。�；
所以，拉力的功率隨時間變化的圖象是如圖中的B．
故選B．

點評 根據(jù)運動情況找出受力的情況，再找出兩個過程中轉(zhuǎn)換的時刻速度的關(guān)系即可根據(jù)P=Fv確定正確答案．體現(xiàn)了與高中物理知識的銜接，有難度．