
(22-23高一下·江苏泰州·期末)如图甲所示是一打桩机的简易模型。质量m = 1kg的物体在拉力F作用下从与钉子接触处由静止开始运动,上升一段高度后撤去F,到最高点后自由下落,撞击钉子,将钉子打入4cm深度,且物体不再被弹起,若以初始状态物体与钉子接触处为零势能点,物体上升过程中,机械能E与上升高度h的关系图像如图乙所示。撞击前不计所有摩擦,钉子质量忽略不计,重力加速度g取10m/s2。则( )
A.物体上升过程中的加速度为14m/s2 B.物体上升过程中的最大速度为4m/s
C.钉子受到的平均阻力为700N D.物体上升到0.5m高度处拉力F的瞬时功率为8W
【答案】B
【详解】AB.由题意可知,上升2m过程中,F做正功,物体加速上升,机械能增加,之后撤去F,机械能保持不变,物体减速上升,可得上升2m时的机械能为
代入数据解得物体上升过程中的最大速度为
根据匀变速直线运动的速度位移公式得
解得物体加速上升过程的加速度为;A错误,B正确;
C.根据机械能守恒定律可得,物体与钉子接触时的动能为28J,将钉子打入4cm深度过程,根据能量守恒定律可得;代入数据解得
;C错误;
D.根据速度位移公式得;解得物体上升到0.5m高度处的速度为
根据牛顿第二定律得;解得
则拉力F的瞬时功率为;D错误。
故选B。
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