Question

傾角為30°的足夠長(zhǎng)的光滑斜面上有一質(zhì)量為2kg的物塊，在t=0時(shí)刻給物塊施加一個(gè)平行于斜面向上、大小為20N的恒定外力F，物塊由靜止開始沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，在第3s末將20N的外力撤掉，則從物塊開始運(yùn)動(dòng)至到達(dá)斜面最高點(diǎn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（g取10 m/s²　）

A．撤去外力前后物塊的加速度大小相等

B．撤去外力前后物塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等

C．撤去外力前后物塊運(yùn)動(dòng)的位移相同

D．整個(gè)過(guò)程外力F所做的功大于物塊克服重力所做的功

Answer 1

分析：對(duì)物體進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求出撤去外力前后物塊的加速度，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式判斷時(shí)間和位移是否相等，運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度為零，根據(jù)動(dòng)能定理判斷整個(gè)過(guò)程外力F所做的功和物塊克服重力所做的功的關(guān)系．

解答：解：A、物體受到恒定外力作用時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有：
F-mgsinθ=ma₁
解得：a₁=

20-20×0.5

2

=5m/s2
撤去F時(shí)的速度v=a₁t₁=15m/s
撤去F前位移為x₁=

1

2

a1t12=

1

2

×5×9m=22.5m
撤去外力F后．有：
mgsinθ=ma₂
解得：a₂=gsinθ=10×0.5=5m/s²
運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度為零，則
t2=

v

a2

=3s
位移x2=

v2

2a2

=

225

10

=22.5m
從而可知，撤去外力前后物塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、位移、加速度相等，故ABC正確；
D、物體初末位置速度都為零，
根據(jù)動(dòng)能定理得：整個(gè)過(guò)程中外力F做的功等于物塊克服重力做的功，故D錯(cuò)誤；
故選ABC

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式、動(dòng)能定理的直接應(yīng)用，要求同學(xué)們能正確分析物體的運(yùn)動(dòng)情況，難度適中．