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平均功率和瞬时功率的区别
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如图所示，一倾角为37°的斜面固定在水平地面上，质量为1千克的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下，从斜面的底端A点由静止开始运动，到达B点时立即撤去拉力F．此后，物体到达
网友投稿 2022-11-05 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示，一倾角为37°的斜面固定在水平地面上，质量为1千克的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下，从斜面的底端A点由静止开始运动，到达B点时立即撤去拉力F．此后，物体到达最高点C．每隔0.2s通过位移传感器测得物体的瞬时速度的大小，下表给出了部分测量数据．（取sin37°=0.6，cos37°=0.8）
t/s
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
v/ms
-1
0.0
1.0
2.0
0.1
0.5
0.9
试求：
（1）恒力F的大小；
（2）0.6s时物体的瞬时速度；
（3）物体在斜面上运动过程中重力的最大功率；
（4）物体在斜面上运动的过程中，地面对斜面的摩擦力．
◎ 答案
（1）物体现在拉力作用下做匀加速运动，撤去外力后做匀减速运动，到达最高点后做匀加速直线运动，三个阶段的加速度分别为：a
1
=
△v
1
△t
1
=
1
0.2
=5m/s
2
a
3
=
△v
3
△t
3
=
0.4
0.2
=2m/s
2
ma
3
=mgsinθ-μmgcosθ
解得：μ=0.5
根据牛顿第二定律得：a
2
=
μmgcosθ+mgsinθ
m
=10m/s
2
，
加速阶段中由牛顿第二定律得：F-mgsinθ-f=ma
1
减速阶段中由牛顿第二定律得：mgsinθ+f=ma
2
由上两式代入数据得：F=m（a
1
+a
2
）=15N
（2）速度为零的时刻为：t=t'-
v
0
-0
a
3
（其中：v
0
=0.1m/s，t'=0.8s）
解得：t=0.75s
撤去外力，撤力瞬间速度最大，
a
1
t=v
0
+a
2
（t'-t）（其中：v
0
=0，t'=0.75s）
解得t=0.5s
所以0.6s时物体处于匀减速上升状态，速度v=（0.75-0.6）×10=1.5m/s
（3）撤力瞬间速度最大，v
max
s=2+5×（0.5-0.4）m/s=2.5m/s
所以物体在斜面上运动过程中重力的最大功率P=mgv
max
sinθ=1×10×2.5×0.6W=15W
（4）斜面处于静止状态，水平方向手里平衡，在上升阶段，f=ma
2
cosθ=8N，方向向右；
下滑阶段，f′=ma
3
cosθ=1.6N，方向向右
答：（1）恒力F的大小为15N；
（2）0.6s时物体的瞬时速度为1.5m/s；
（3）物体在斜面上运动过程中重力的最大功率为15W；
（4）物体在斜面上运动的过程中，地面对斜面的摩擦力在上升阶段，f=ma
2
cosθ=8N，方向向右；
下滑阶段，f′=ma
3
cosθ=1.6N，方向向右．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，一倾角为37°的斜面固定在水平地面上，质量为1千克的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下，从斜面的底端A点由静止开始运动，到达B点时立即撤去拉力F．此后，物体到达…”主要考查了你对 【牛顿第二定律】，【平均功率和瞬时功率的区别】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/355947.html
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