质量m=1kg的物体在光滑水平面上由静止开始沿直线运动,所受水平外力F与运动距离x的关系如图所示.对图示的全过程进行研究,下列叙述正确的是( )
A.外力做的功为28J
B.物体的运动时间为5s
C.外力做功的平均功率约为5.7W
D.物体运动到x=5m处时,外力做功的瞬时功率为25W
C
【分析】
(1)可利用F-x图像的面积的物理意义表示功,来计算某过程中外力做的功;
(2)根据动能定理可计算出处和处物体运动的瞬时速度,进而可根据匀变速直线运动速度和时间的关系,计算运动时间;
(3)根据功率来计算平均功率;
(4)根据计算瞬时功率.
【详解】
A、通过计算F-x图像的面积可知,图示的全过程中外力做的功,故A错误;
B、由动能定理,计算得到处的速度为;处的速度为.由牛顿第二定律可知,物体匀加速过程的加速度大小为,匀减速过程的加速度大小为;设匀加速和匀减速的所用的时间分别为和,则,解得;,解得,故物体运动的总时间为,B错误;
C、全过程中外力做功的平均功率为,C正确;
D、物体运动到x=5m处时,外力做功的瞬时功率为,D错误.
故本题选C.
【点睛】
本题关键是分析物体的受力情况和运动情况,考查F-x图像的物理意义和动能定理,会根据运动学公式计算时间,会计算平均功率和瞬时功率.