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    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图1所示，足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，沿杆方向给环施加一个拉力F，使环由静止开始运动，已知拉力F及小环速度v随时间t变化的规律如图2所示，重力加速度g取10m/s2．则以下判断正确的是（ ）

    A．小环的质量是1kg
    B．细杆与地面间的倾角是30°
    C．前3s内小环机械能的增加量是5.75J
    D．前3s内拉力F的最大功率是2.25W
    【答案】分析：从速度时间图象得到环先匀加速上升，然后匀速运动；对环受力分析，受重力、支持力和拉力，根据牛顿第二定律列式分析．
    解答：解：A、B、从速度时间图象得到环先匀加速上升，然后匀速运动，根据牛顿第二定律，有
    加速阶段 F1-mgsinθ=ma
    匀速阶段 F2-mgsinθ=0
    解得
    m=1kg
    sinθ=0.45
    故A正确，B错误；
    C、从速度时间图象可以得到，前1s的位移为0.25m，2到3s位移为1m；
    前3s拉力做的功为：W=5×0.25+4.5×1=5.75J
    故C正确；
    D、第一秒内，速度不断变大，拉力的瞬时功率也不断变大，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
    即拉力的最大功率为2.5W，故D错误；
    故选AC．
    点评：本题关键是根据速度时间图象得到运动规律，然后受力分析，最后根据牛顿第二定律列式求解．
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    （1）当t=1.5s时，重力对金属棒ab做功的功率；
    （2）金属棒ab在开始运动的1.5s内，电阻R上产生的热量；  
    （3）磁感应强度B的大小．

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    B．细杆与地面间的倾角是30°
    C．前3s内小环机械能的增加量是5.75J
    D．前3s内拉力F的最大功率是2.25W

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    （1）当t=1.5s时，重力对金属棒ab做功的功率；
    （2）金属棒ab在开始运动的1.5s内，电阻R上产生的热量；  
    （3）磁感应强度B的大小．

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