Question

【題目】如圖所示，一質(zhì)量為m的物體靜置在傾角為θ=30°的光滑斜面底端。現(xiàn)用沿斜面向上的恒力F拉物體，使其做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t，力F做功為W，此后撤去恒力F，物體又經(jīng)時(shí)間t回到出發(fā)點(diǎn)，若以斜面底端為重力勢(shì)能零勢(shì)能面，則下列說(shuō)法正確的是

A. 恒力F大小為

B. 從開(kāi)始到回到出發(fā)點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程中機(jī)械能增加了W

C. 回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率為

D. 物體動(dòng)能與勢(shì)能相等的位置在撤去恒力位置的上方

Answer 1

【答案】AB

【解析】試題分析：分別研究從開(kāi)始到經(jīng)過(guò)時(shí)間t和撤去恒力F到回到出發(fā)點(diǎn)，物體的受力情況，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出恒力F，除重力以外的力做功等于機(jī)械能的變化量，根據(jù)動(dòng)能定理求出回到出發(fā)點(diǎn)的速度，根據(jù)瞬時(shí)功率公式求解重力的瞬時(shí)功率，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出撤去力F時(shí)，物體繼續(xù)上滑到最高點(diǎn)距離，運(yùn)用動(dòng)能定理求出撤去力F時(shí)，物體重力勢(shì)能．

從開(kāi)始到經(jīng)過(guò)時(shí)間t，物體受重力，拉力，支持力，由牛頓第二定律得物體加速度為①，撤去恒力F到回到出發(fā)點(diǎn)，物體受重力，支持力，由牛頓第二定律得物體加速度大小為： ②，兩個(gè)過(guò)程位移大小相等、方向相反，時(shí)間相等．則得： ③，①②③聯(lián)立解得，故A正確；除重力以外的力做功等于物體機(jī)械能的變化量，力F做功W，機(jī)械能增加量為W，由于又回到出發(fā)點(diǎn)的過(guò)程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，所以從開(kāi)始到回到出發(fā)點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程中機(jī)械能增加了W，故B正確；根據(jù)過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理得，解得，回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率為，故C錯(cuò)誤；撤去力F時(shí)重力勢(shì)能為，動(dòng)能為，則，撤去F后到最高點(diǎn)的過(guò)程中，動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大，動(dòng)能與勢(shì)能相等的位置不可能在這段距離，所以動(dòng)能與勢(shì)能相等的位置在撤去恒力位置的下方，故D錯(cuò)誤．