Question

如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知（g取10m/s²）（　　）

A. 物体加速度大小为2 m/s²    B. F的大小为21N

C. 4s末F的功率大小为42W    D. 4s内F做功的平均功率为42W

Answer

C

【解析】试题分析：试题分析：据题意，物体做匀加速运动，从图像可知物体的加速度为：a=Δv/Δt=0.5m/s2，所以A选项错误；对物体受力分析，物体受到重力G和细绳的拉力T，物体做匀加速运动处于超重状态，则拉力T=G+ma=21N，据动滑轮原理，拉力F=T/2=10.5N，所以B选项错误；4s末物体的速度为v=at=2m/s，物体上升的距离为L=at2/2=4m，据动滑轮原理，滑轮上升L而细绳已经上升2L，同理相同时间内细绳的速度是滑轮的两倍，则此时细绳的速度为v’=4m/s，则拉力此时的功率为P=Fv’=42w，而F做功的平均功率为P’=F2L/t=21w，所以C选项正确而D选项错误。

考点：本题考查牛顿第二定律的应用、瞬时功率和平均功率的理解和动滑轮原理的理解。