高中物理题,求详解

如图所示,倾角为θ的光滑斜面足够长,一物质量为m小物体,在沿斜面向上的恒力F作用下,由静止从斜面底端沿斜面向上做匀加速直线运动,经过时间t,力F做功为60J,此后撤去力F,物体又经过相同的时间t回到斜面底端,若以地面为零势能参考面,则下列说法正确的是( )
A.物体回到斜面底端的动能为60J
B.恒力F=2mgsinθ
C.撤出力F时,物体的重力势能是45J
D.动能与势能相等的时刻一定出现在撤去力F之后

第1个回答  2015-01-24
设撤去力F时,物体位移大小为x,撤去力之前,加速度大小为a1,撤去力后,加速度大小为a2
x=1/2 a1 t^2,-x=(a1t)t-1/2 a2t^2,
解得a2=3a1,而F-mgsino=ma1,mgsino=ma2
解得F=4/3 *mgsino,B错
全程运用动能定理,重力做功为0,初速度为0,
即Fx+0=Ek末-O,Fx=60J解得Ek末=60J,A对
从开始到撤去力,重力势能增加:△Ep=mgxsino
又有Fx=4/3 mgsinox=60J,解得△Ep=45J,C对
力F撤去前,合力小于重力沿斜面的分力,即合力做功小于克服重力做功,增加的动能小于增加的重力势能,撤去力F之前一定是重力势能大于动能,最返回斜面时重力势能为0,小于动能,所以动能与势能相等的时刻一定出现在撤去力F之后选项D对。
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