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11.水平地面上一个静止的物体在如图所示的拉力F作用下沿竖直方向运动,不计空气阻力,以水平地面为零重力势能面,v表示物体的速度,P表示拉力的功率,Ep表示物体的重力势能,E表示物体的机械能,下列关于这些物理量随时间t或位移x变化的图象中可能正确的是(  )
A.B.C.D.

分析 对物体受力分析,根据牛顿第二定律求的加速度,结合拉力的变化判断出加速度的变化,根据运动学公式判断速度的变化,由P=Fv 判断功率的变化
结合物体的运动判断出重力势能和机械能的变化

解答 解:A、物体在0-t0段,由牛顿第二定律可知$a=\frac{F-mg}{m}$,拉力恒定,加速度恒定,由v=at可知,速度与时间成正比,从t0-t1阶段,加速度$a=\frac{F-mg}{m}$,由于拉力减小,故加速度先减小,后反向增大,向上先做加速运动后做减速运动然后反向加速运动,故A错误;
B、拉力的功率P=Fv,在0-t0阶段,功率逐渐增大,在t0-t1阶段功率先增大后减小,故B错误;
C、物体在上升过程中,由于先加速后减速运动,但拉力一直做正功,故重力势能随高度的增加而增加,想线性关系.故C错误;
D、在整个过程中拉力始终向上,故拉力做正功,物体的机械能随高度的最大而增加,故D正确
故选:D

点评 本题主要考查了物体在拉力作用下的运动过程,结合运动学公式和重力势能的公式即可判断

练习册系列答案
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(1)小球抛出时离地面的高度?
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A.VA>VBB.VA<VBC.tA>tBD.tA<tB

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6.如图甲所示,用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之匀速运动,使之替代打点计时器.当烧断悬挂圆柱棒的线后,圆柱棒竖直自由下落,毛笔就在圆柱棒面的纸上画出记号,如图乙所示,设毛笔接触棒时不影响棒的运动.测得记号之间的距离依次为26.0mm、50.0mm、74.0mm、98.0mm、122.0mm、146.00mm,已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样,由此验证机械能守恒定律,根据以上内容,可得:

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(2)根据乙图所给的数据,可知毛笔画下记号3时,圆柱棒下落的速度v3=1.24m/s;画下记号6时,圆柱棒下落的速度v6=2.68m/s;记号3、6之间棒的动能的变化量为2.82J.重力势能的变化量为2.88J,由此可得出的结论是在误差允许范围内,圆柱棒的机械能守恒.(g取9.8m/s2,结果保留三位有效数字)

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