Question

如圖所示，一質(zhì)量為m的物體在沿斜面向上的恒力F作用下，由靜止從底端向上做勻加速直線運(yùn)動。若斜面足夠長，表面光滑，傾角為θ。經(jīng)時(shí)間t，恒力F做功80J，此后撤去恒力F，物體又經(jīng)時(shí)間t回到出發(fā)點(diǎn)，且回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度大小為v，若以地面為重力勢能的零勢能面，則下列說法中正確的是(    )

A．物體回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能是80J

B．在撤去力F前的瞬時(shí)，力F的功率大小是

C．撤去力F前的運(yùn)動過程中，物體的重力勢能一直在增加，撤去力F后的運(yùn)動過程中物體的重力勢能一直在減少

D．撤去力F前的運(yùn)動過程中，物體的動能一直在增加，撤去力F后的運(yùn)動過程中物體的動能一直在減少

Answer 1

AB

解析試題分析：由于斜面光滑，因此在物體的整個運(yùn)動過程中只有重力、拉力F做功，由于物體由靜止開始運(yùn)動，因此，當(dāng)力F做功80J后，撤去拉力F，無論物體運(yùn)動至哪，其機(jī)械能都變?yōu)?0J，故選項(xiàng)A正確；設(shè)有力F作用時(shí)，物體運(yùn)動的加速度大小為a₁，撤去拉力F作用后，物體運(yùn)動的加速度大小為a₂，撤去拉力F前瞬間，物體的速度大小為v′，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律有：v′＝a₁t，v＝－v′＋a₂t，＝，解得：a₂＝3a₁，根據(jù)牛頓第二定律有：F－mgsinθ＝ma₁，mgsinθ＝ma₂，解得：F＝，v′＝，所以在撤去力F前的瞬時(shí)，力F的功率大小為：P＝Fv′＝，故選項(xiàng)B正確；撤去力F后瞬間，由于物體有沿斜面向上的速度，因此撤去力F后，物體將先沿斜面減速上升，再加速下滑，即重力勢能先增加后減少，動能先減少后增加，故選項(xiàng)C、D錯誤。
考點(diǎn)：本題主要考查了勻變速直線運(yùn)動規(guī)律、牛頓第二定律、功能關(guān)系的應(yīng)用問題，屬于中檔偏高題。