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【题目】如图所示,一质量为m的物体在沿斜面向上的恒力F作用下,由静止从底端向上做匀加速直线运动.若斜面足够长,表面光滑,倾角为.经时间t恒力F做功80J,此后撤去恒力F,物体又经时间t回到出发点,且回到出发点时的速度大小为v,若以地面为重力势能的零势能面,则下列说法中正确的是( )

A. 物体回到出发点时的机械能是80J

B. 撤去力F前的运动过程中,物体的动能一直在增加,撤去力F后的运动过程中物体的动能一直在减少

C. 撤去力F前和撤去力F后的运动过程中物体的加速度之比为1:3

D. 在撤去力F前的瞬间,力F的功率是

【答案】ACD

【解析】

根据物体的运动的特点,在拉力F的作用下运动时间t后,撤去拉力F之后又运动时间t返回出发点,根据物体的这个运动过程,列出方程可以求得拉力和撤去拉力时物体的速度的大小,从而可以求得拉力F的功率的大小;

A、根据能量守恒,除了重力之外的力对物体做正功时,物体的机械能就要增加,增加的机械能等于外力作功的大小,由于拉力对物体做的功为,所以物体的机械能要增加撤去拉力之后,物体的机械能守恒,所以当回到出发点时,所有的能量都转化为动能,所以动能为,重力势能为0,所以物体回到出发点时的机械能是,故A正确;
B、撤去力F后物体向上减速,速度减为零之后,要向下加速运动,所以撤去力F后的运动过程中物体的动能是先减小后增加,故B错误;
C、设撤去力F前和撤去力F后的运动过程中物体的加速度大小分别为:
这两个过程的位移大小相等,方向相反,取沿斜面向上为正方向,则有:,则得:,故C正确;
D、因为物体做匀加速直线运动,初速度为0,由牛顿第二定律可得,
撤去恒力F后是匀变速运动,且加速度为,又
联立上两式得

设刚撤去拉力F时物体的速度大小为,则

对于从撤去到返回的整个过程,有:
解得,

所以可得在撤去力F前的瞬间,力F的功率:,故D正确。

练习册系列答案
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【题目】动车把动力装置分散安装在每节车厢上,使其既具有牵引动力,又可以载客.而动车组就是几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组,若动车组在匀加速运动过程中,通过第一个60 m所用时间是10 s,通过第二个60 m所用时间是6 s,则(  )

A. 动车组的加速度为0.5 m/s2,接下来的6 s内的位移为78 m

B. 动车组的加速度为1 m/s2,接下来的6 s内的位移为78 m

C. 动车组的加速度为0.5 m/s2,接下来的6 s内的位移为96 m

D. 动车组的加速度为1 m/s2,接下来的6 s内的位移为96 m

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【题目】某同学利用如图所示的装置探究小车的加速度与所受合外力的关系,具体实验步骤如下:
按照图示安装好实验装置,并测出两光电门间距离L
平衡摩擦力即调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车沿长木板向下运动,且通过两个光电门的时间相等
取下细绳和沙桶,测量沙子和沙桶的总质量m,并记录

把小车置于靠近滑轮的位置,由静止释放小车,记录小车先后通过光电门甲和乙时显示的时间,并计算出小车到达两个光电门时的速度和运动的加速度
重新挂上细绳和沙桶,改变沙桶中沙子的质量,重复~步骤

(1)如图,用游标卡尺测得遮光片宽度d=_____________cm.
(2)关于本实验的说法正确的是__________________

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B.平衡摩擦力时不应取下细绳和沙桶

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