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如图所示,在水平地面上固定一个倾角为θ的足够长的光滑斜面,质量为m=1kg的小滑块从斜面底端在与斜面平行的恒力F作用下由静止开始沿斜面上升,经过时间t撤去恒力F,又经过时

网友投稿  2022-10-30 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示,在水平地面上固定一个倾角为θ的足够长的光滑斜面,质量为m=1kg的小滑块从斜面底端在与斜面平行的恒力F作用下由静止开始沿斜面上升,经过时间t撤去恒力F,又经过时间t物体回到斜面底端,此时物体的动能为32J,则下列说法正确的是(  )
A.拉力F做的功为8J
B.拉力F做的功为32J
C.物体回到底端的速度是撤去拉力时的速度的2倍
D.运动过程中动能和重力势能相等的位置在撤去拉力时的位置的上方

◎ 答案

AB、根据能量守恒,除了重力之外的力对物体做功时,物体的机械能就要增加,增加的机械能等于外力作功的大小,由于拉力对物体做的功为32J,所以物体的机械能要增加32J,撤去拉力之后,物体的机械能守恒,所以当回到出发点时,所有的能量都转化为动能,所以动能为32J,所以A错误,B正确.
C、设撤去F时物体的速度大小为v,物体回到出发点时的速度大小为v′,取沿斜面向上方向为正方向.据题分析得知,撤去F后t时间内物体做匀减速直线运动的位移与t时间内匀加速直线运动的位移大小,方向相反,则有
vt
2
=
-v′+v
2
t
,解得:v′=2v.故C正确.
D、根据动量定理得:
匀加速运动过程:Ft-mgsinθt=mv
匀减速运动过程:-mgsinθt=-mv′-mv
联立解得,F=1.5mgsinθ.故B错误.
匀加速运动过程:WF=Fs=32J,将F=1.5mgsinθ代入得到1.5mgsinθ?s=32J,得到mgsinθ?s=21J.则撤去力F时,物体的重力势能是Ep=mgsinθ?s=21J.
撤去F时物体的动能为Ek=WF-mgsinθ?s=32J-21J=11J,撤去力F时,物体的重力势能是Ep=21J.可见此时物体的动能大于重力势能,撤去后物体的动能减小,而重力势能增大,则动能与势能相同的位置在撤去力F之前的某位置.故D错误.
故选:BC

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在水平地面上固定一个倾角为θ的足够长的光滑斜面,质量为m=1kg的小滑块从斜面底端在与斜面平行的恒力F作用下由静止开始沿斜面上升,经过时间t撤去恒力F,又经过时…”主要考查了你对  【功】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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