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如图所示,倾角为θ的光滑斜面足够长,一质量为m的小物体,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...
题目内容:
如图所示,倾角为θ的光滑斜面足够长,一质量为m的小物体,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,则下列说法中正确的是( )
A. 物体回到斜面底端的动能为60J
B. 恒力F=2mgsinθ
C. 撤去力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
【答案】ACD
【解析】试题分析:物体静止开始从斜面底端开始运动知道最后返回斜面底端,此过程斜面光滑没有摩擦力做功,重力做功为0,根据动能定理有Ek-0=WF=60J,选项A对。撤去F前,加速度a=-gsinθ,撤去F后,加速度a'=gsinθ。根据力F撤去前后位移等大反向,判断撤去前后平均速度等大方向,由于撤去前后都是匀变速所以有,整理得a'=3a,即F=mgsinθ,选项B错。撤去力F前,力F做功Fs=mgsinθ·s=60J,重力做功-mgsinθ·s =45J,所以撤出力F时,物体的重力势能是45J选项C对。力F撤去前,合力mgsinθ小于重力沿斜面的分力mgsinθ,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。
考点:动能定理 牛顿运动定律
【题型】单选题
【结束】
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将轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连;弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放;小球离开桌面后落到水平地面.测量出小球质量m、平抛运动的竖直位移h(即桌面高度)以及________,就可以测出弹簧被压缩后的弹性势能为________.(结果用测量量表示,已知重力加速度大小为g).
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