解析:
【分析】
首先,我们需要通过s-t图像和v-t图像判断物体的运动状态:
1. 图(b)是s-t图像,为过原点的直线,说明物体做匀速直线运动,可计算出此时的速度;图(c)是v-t图像,为平行于时间轴的直线,说明物体也做匀速直线运动。
2. 物体在水平地面做匀速直线运动时,推力与滑动摩擦力是平衡力,大小相等。由于两次都是同一物体在同一水平地面运动,压力和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变,因此两次推力大小相等,即$ F_1=F_2 $。
3. 再根据功率公式$ P=Fv $,在$ F $相同的情况下,速度越大,功率越大。计算图(b)的速度$ v_1=2\,\mathrm{m/s} $,图(c)的速度$ v_2=4\,\mathrm{m/s} $,$ v_1<v_2 $,所以$ P_1<P_2 $,由此可确定正确选项。
【解析】
1. 分析图(b)的运动状态与速度:
由图(b)可知,物体的s-t图像为过原点的倾斜直线,物体做匀速直线运动,速度为:
$ v_1 = \frac{s}{t} = \frac{4\,\mathrm{m}}{2\,\mathrm{s}} = 2\,\mathrm{m/s} $
此时物体受平衡力作用,水平推力$ F_1 $与滑动摩擦力$ f $大小相等,即$ F_1 = f $。
2. 分析图(c)的运动状态:
由图(c)可知,物体的v-t图像为平行于时间轴的直线,物体做匀速直线运动,此时水平推力$ F_2 $与滑动摩擦力$ f' $大小相等,即$ F_2 = f' $。
3. 比较$ F_1 $与$ F_2 $的大小:
物体在同一水平地面运动,压力大小和接触面粗糙程度均不变,因此滑动摩擦力大小不变,即$ f = f' $,所以$ F_1 = F_2 $。
4. 比较功率$ P_1 $与$ P_2 $的大小:
根据功率公式$ P = Fv $,已知$ F_1 = F_2 $,且$ v_1 = 2\,\mathrm{m/s} < v_2 = 4\,\mathrm{m/s} $,因此:
$ P_1 = F_1 v_1 < F_2 v_2 = P_2 $
综上,$ F_1=F_2 $,$ P_1<P_2 $,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
匀速直线运动判断;二力平衡应用;功率公式应用
【点评】
本题结合s-t、v-t图像考查力学综合知识,需要先从图像解读运动状态,再结合二力平衡、功率公式分析物理量的大小关系,对图像分析能力和力学规律的应用能力有一定要求。
【难度系数】
0.6