Question

如圖（a）所示，質(zhì)量m=1kg的物體置于傾角θ=37°的固定粗糙斜面上．t=0時(shí)對(duì)物體施以平行于斜面向上的拉力F，t=1s時(shí)撤去拉力，斜面足夠長(zhǎng)，物體運(yùn)動(dòng)的部分v-t圖如圖（b）所示，則下列說法中正確的是（　　）

• A、拉力的大小為20N
• B、t=1s時(shí)物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)
• C、t=4s時(shí)物體的速度大小為10m/s
• D、t=1s時(shí)物體的機(jī)械能最大

Answer 1

分析：根據(jù)動(dòng)量定理分別研究拉力撤去前后的過程，求解拉力的大�。畬⑺俣葓D象延長(zhǎng)到v=0，得到物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的時(shí)刻．根據(jù)拉力做功情況，判斷物體的機(jī)械能何時(shí)最大．

解答：解：A、根據(jù)動(dòng)量定理得：
在0-1s時(shí)間內(nèi)：（F-f-mgsinθ）t₁=mv₁，
在1-2s時(shí)間內(nèi)：-（f+mgsinθ）t₂=mv₂-mv₁，
聯(lián)立得F=30N，f=4N．故A錯(cuò)誤．
B、將速度圖象延長(zhǎng)到v=0，得到t=3s，則t=3s時(shí)物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)．故B錯(cuò)誤．
C、t=3s時(shí)物體速度為零，所以t=4s時(shí)，由于f=4N＜mgsin37°=6N，物體不能反向滑下，速度大小為0．故C錯(cuò)誤．
D、物體在沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的過程中，拉力大于摩擦力，兩個(gè)力的合力對(duì)物體做正功，物體的機(jī)械能增加，當(dāng)拉力F撤去時(shí)，摩擦力做負(fù)功，物體的機(jī)械能開始減小，則t=1s時(shí)刻物體的機(jī)械能最大．故D正確．
故選：D

點(diǎn)評(píng)：本題運(yùn)用動(dòng)量定理研究拉力F的大小，也可以求出加速度，由牛頓第二定律求解拉力F．機(jī)械能的變化量取決于除重力以外力做的功．