Question

9．質(zhì)量為2kg的物體，放在動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1的水平面上，在水平拉力的作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，水平拉力做的功W和物體隨位置x變化的關(guān)系如圖．取重力加速度g取10m/s²，則（　　）

• A． x=0m至x=3m的過程中，物體的加速度是2.5m/s²
• B． x=6m時(shí)，拉力的功率是6W
• C． x=0m至x=9m過程中，克服摩擦力做的功是27J
• D． x=3m至x=9m過程中，合外力做的功是12J

Answer 1

分析 根據(jù)W-s圖線的斜率求出兩段過程中的拉力大小，結(jié)合牛頓第二定律求出加速度，分析出物體在整個(gè)過程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，結(jié)合P=Fv求解瞬時(shí)功率．根據(jù)摩擦力的大小，結(jié)合位移大小求出克服摩擦力做功的大小．根據(jù)動(dòng)能定理求出x=3m至x=9m過程中合外力做功大�。�

解答 解：A、由W-s圖線可知，x=0m至x=3m的過程中，水平拉力${F}_{1}=\frac{15}{3}N=5N$，根據(jù)牛頓第二定律得，物體的加速度${a}_{1}=\frac{{F}_{1}-μmg}{m}=\frac{5-0.1×20}{2}m/{s}^{2}=1.5m/{s}^{2}$，故A錯(cuò)誤．
B、物體運(yùn)動(dòng)到x=3m時(shí)的速度${v}_{1}=\sqrt{2{a}_{1}{x}_{1}}=\sqrt{2×1.5×3}$m/s=3m/s，x=3m到x=9m過程中的水平拉力${F}_{2}=\frac{27-15}{6}N=2N$，由于F₂=f，可知物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，x=6m時(shí)，拉力的功率P=F₂v₁=2×3W=6W，故B正確．
C、x=0m至x=9m過程中，克服摩擦力做功W_f=μmgx=0.1×20×9J=18J，故C錯(cuò)誤．
D、x=3m至x=9m過程中，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能的變化量為零，則合外力做功為零，故D錯(cuò)誤．
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了動(dòng)能定理、牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的綜合運(yùn)用，理清物體在整個(gè)過程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是解決本題的關(guān)鍵，知道圖線的斜率表示水平拉力．