3.在訓練運動員奔跑中下肢向后的蹬踏力量時,有一種方法是讓運動員腰部系繩拖著汽車輪胎奔跑,如圖所示,在一次訓練中,運動員腰部系著不可伸長的輕繩拖著質(zhì)量m=11kg的輪胎從靜止開始沿著筆直的跑道加速奔跑,5s后輪胎從輕繩上脫落,輪胎運動的v-t圖象如圖乙所示.不計空氣阻力.已知繩與地面的夾角為37°,且sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2.下列說法正確的是( 。
A.繩子拉力的大小為70N
B.在2s時,繩子拉力的瞬時功率為224W
C.輪胎與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25
D.在0~7s內(nèi),輪胎克服摩擦力做功為1400J

分析 根據(jù)速度時間圖線得出勻減速直線運動的加速度和勻加速直線運動的加速度,結(jié)合牛頓第二定律求出動摩擦因數(shù)以及拉力的大。鶕(jù)速度時間公式求出2s末的速度,結(jié)合瞬時功率公式求出2s末拉力的瞬時功率.對全過程運用動能定理,求出輪胎克服摩擦力做功的大小.

解答 解:A、輪胎勻減速直線運動的加速度大小${a}_{2}=\frac{10}{2}m/{s}^{2}=5m/{s}^{2}$,輪胎與水平地面間的動摩擦因數(shù)$μ=\frac{{a}_{2}}{g}=0.5$,勻加速運動的加速度大小${a}_{1}=\frac{10}{5}m/{s}^{2}=2m/{s}^{2}$,根據(jù)牛頓第二定律得,F(xiàn)cos37°-μ(mg-Fsin37°)=ma1,代入數(shù)據(jù)解得F=70N,故A正確,C錯誤.
B、2s時,輪胎的速度v=a1t=2×2m/s=4m/s,則拉力的瞬時功率P=Fvcos37°=70×4×0.8W=224W,故B正確.
D、對全過程運用動能定理得,F(xiàn)x1cos37°-Wf=0,又${x}_{1}=\frac{1}{2}×5×10m=25m$,代入數(shù)據(jù)解得Wf=1400J,故D正確.
故選:ABD.

點評 本題考查了牛頓第二定律、動能定理、功率、運動學公式的綜合運用,通過速度時間圖線和牛頓第二定律求出拉力的大小和動摩擦因數(shù)的大小是解決本題的關鍵.

練習冊系列答案
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18.放在粗糙水平面上的物體受到水平拉力的作用,在0~6s內(nèi)其速度與時間的圖象和該拉力的功率與時間的圖象分別如圖甲、乙所示.下列說法正確的是( 。
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8.如圖為“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置示意圖.
某同學按照正確操作選的紙帶如圖所示,其中O是起始點,A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的3個點,打點頻率為50Hz,該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點的距離,并記錄在圖中(單位:cm),重錘的質(zhì)量為m=0.1kg,重力加速度容=9.80m/s2.根據(jù)以上數(shù)據(jù)當打點計時器打到B點時,重物重力勢能的減少量為0.550J,動能的增加量為0.545J.(要求計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)說明為什么重物重力勢能的減少量稍大于動能的增加量:打點計時器與紙帶間有摩擦力.

(2)在實驗過程中,以下說法正確的是D(單項選擇題)
A.實驗中摩擦不可避免,紙帶越短克服摩擦做功越小 越短越好
B.實驗中用天平稱出重物的質(zhì)量是必不可少的步驟
C.測出重物下落時間t,通過計算出瞬時速度
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15.第一個比較精確測量出引力常量的科學家是( 。
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12.一根張緊的繩上懸掛著4個單擺,a和d擺長相等.其余各擺擺長不等,如圖所示.使d擺開始振動,則a、b、c三擺的振幅最大是a,a、b、c三擺的振動周期與d擺的振動周期相等(填“相等”或“不相等”).

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13.發(fā)電機的基本原理是電磁感應.發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的科學家是( 。
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