如圖所示,一物體m在沿斜面向上的恒力F作用下,由靜止從底端沿光滑的斜面向上做勻加速直線運動,經(jīng)時間t力F做功為60J,此后撤出力F,物體又經(jīng)過時間t回到出發(fā)點,若以地面為零勢能面,則下列說法正確的是( 。
A.物體回到出發(fā)點的動能為60J
B.恒力F=2mgsinθ
C.撤出力F時,物體的重力勢能是45J
D.動能與勢能相等的時刻一定出現(xiàn)在撤去力F之后

A、對于整個過程,由動能定理得:Ek=WF=60J,所以物體回到出發(fā)點的動能為60J.故A正確.
B、取沿斜面向上方向為正方向,撤去F時物體速度大小為v,回到出發(fā)點時速度大小為v′.撤去F前,物體做勻加速運動,撤去后做勻減速運動,兩個過程的位移大小相等、方向相反,則有
v
2
t=-
v-v′
2
t
,則得v′=2v,
根據(jù)動量定理得:
勻加速運動過程,有Ft-mgsinθt=mv
勻減速運動過程,有-mgsinθt=-mv′-mv
解得,F(xiàn)=
4
3
mgsinθ
.故B錯誤.
C、由上知,物體回到出發(fā)點時的動能Ek′=
1
2
mv2
=60J,剛撤去F時,Ek=
1
2
mv2
=
1
2
m(
v
2
)2
=
1
4
Ek=15J
對于勻加速運動,由動能定理得:WF-mgh=Ek.則得mgh=WF-Ek=60J-45J=45J,即撤出力F時,物體的重力勢能是45J,故C正確.
D、由上看出,撤去F前,由動量定理得,(F-mgsinθ)t=mvt,解得vt=
1
3
gsinθt
,t時刻動能為EKt=
1
2
m
v2t
=
1
18
mg2sin2θt2

重力勢能EP=mg
v
2
t
sinθ=
1
6
mg2sin2θt2
,可見,動能總小于重力勢能,而撤去F后,在下滑過程中,動能增大,重力勢能減小到零,所以動能與重力勢能會相等,故D正確.
故選ACD
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,兩質(zhì)量相同的小球A、B分別用線懸在等高的O1、O2點,A球的懸線比B球的長.把兩球的懸線均拉到水平后將小球無初速釋放,則經(jīng)最低點時(以懸點為零勢能點)下列說法不正確的是( 。
A.A球的速度大于B球的速度
B.A球的動能大于B球的動能
C.A球的機械能大于B球的機械能
D.A球的機械能等于B球的機械能

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,位于豎直平面內(nèi)的
1
4
圓弧光滑軌道,半徑為R,軌道的最低點B的切線沿水平方向,軌道上端A距水平地面高度為H.質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點)從軌道最上端A點由靜止釋放,經(jīng)軌道最下端B點水平飛出,最后落在水平地面上的C點處,若空氣阻力可忽略不計,重力加速度為g.求:
(1)小球運動到B點時,軌道對它的支持力多大;?
(2)小球落地點C與B點的水平距離x為多少;?
(3)比值
R
H
為多少時,小球落地點C與B點水平距離x最遠;該水平距離最大值是多少.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一質(zhì)點在0~6s內(nèi)豎直向上運動,若取豎直向下為正方向,其加速度一時間圖象如圖所示,重力加速度g=10m/s2,則下列說法正確的是(  )
A.在2s~4s內(nèi),質(zhì)點的動能增加
B.在4s~6s內(nèi),質(zhì)點的機械能增加
C.在0~6s內(nèi)質(zhì)點的機械能不斷增加
D.質(zhì)點在t=6s時的機械能大于其在2s的機械能

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,光滑的直角細桿AOB固定在豎直平面內(nèi),OA桿水平,OB桿豎直.有兩個質(zhì)量相等均為0.3kg的小球a與b分別穿在OA、OB桿上,兩球用一輕繩連接,輕繩長L=25cm.兩球在水平拉力F作用下目前處于靜止狀態(tài),繩與OB桿的夾角θ=53°(sin37°=0.6,cos37°=0.8,sin53°=0.8,cos53°=0.6),求:
(1)此時細繩對小球b的拉力大小,水平拉力F的大小;
(2)現(xiàn)突然撤去拉力F,兩球從靜止開始運動,設(shè)OB桿足夠長,運動過程中細繩始終繃緊,則當θ=37°時,小球b的速度大。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

利用“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置也可以測量重物運動的速度和加速度,如圖是質(zhì)量為m的重物自由下落過程中打點計時器在紙帶上打出的一系列點,選取一條符合實驗要求的紙帶,O為紙帶下落的起始點,A、B、C為紙帶上選取的三個連續(xù)點.已知打點計時器的打點時間間隔T=0.02s,那么
(l)紙帶上的B點對應的重物下落的速度為______m/s;
(2)利用這條紙帶上的測量數(shù)據(jù)也可測出紙帶下落過程中加速度為______m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

氣墊導軌可以在導軌和滑塊之間形成一薄層空氣膜,使滑塊和導軌間的摩擦幾乎為零,因此可以利用氣墊導軌裝置來驗證機械能守恒定律.
(1)如圖所示,做實驗時,將滑塊從圖示位置由靜止釋放,由數(shù)字計時器(圖中未畫出),可讀出遮光條通過光電門的時間為△t,用游標卡尺測得遮光條寬度為d,用刻度尺測得釋放位置到光電門中心的距離為x,氣墊導軌總長為L,其最右端離桌面的高度為h,滑塊和遮光條總質(zhì)量為M,已知重力加速度為g,這一過程中滑塊減少的重力勢能表達式為______,滑塊獲得的動能表達式為______;(以上表達式均用已知字母表示)
(2)某實驗小組在一次實驗后,通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),滑塊獲得的動能略大于其減少的重力勢能,可能的原因是______.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

(1)驗證“力的平行四邊形法則”實驗如圖所示,A為固定橡皮的圖釘,O為橡皮筋與細繩的結(jié)點,OB、OC為細繩子,圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖.圖甲中彈簧秤B的讀數(shù)為______N;圖乙中的F和兩力中,方向一定沿OA方向的是______;本實驗采用的科學方法是______.
A.理想實驗法B.等效替代法C.控制變量法D.建立物理模型法

(2)某同學利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機械能守恒定律.頻閃儀每隔0.05s閃光一次,圖丙中所標數(shù)據(jù)為實際距離,該同學通過計算得到不同時刻的速度如下表(當?shù)刂亓铀俣热?.8m/s2,小球質(zhì)量m=0.2kg,結(jié)果保留三位有效數(shù)字):
時刻t2t3t4t5
速度(m/s)5.595.084.58
①由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t5時刻小球的速度v5=______m/s.
②從t2到t5時間內(nèi),重力勢能增量△Ep=______J,動能減少量△Ek=______J.
③在誤差允許的范圍內(nèi),若△Ep與△Ek近似相等,從而驗證了機械能守恒定律.由上述計算得△Ep______△Ek(選填“>”“<”或“=”),造成這種結(jié)果的主要原因是______.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

用如圖實驗裝置驗證機械能守恒定律.通過電磁鐵控制的小鐵球從A點自由下落,下落過程中經(jīng)過光電門B時,通過與之相連的毫秒計時器(圖中未畫出)記錄下?lián)豕鈺r間t,測出AB之間的距離h.實驗前應調(diào)整光電門位置使小球下落過程中球心通過光電門中的激光束.
(1)為了驗證機械能守恒定律,還需要測量下列哪些物理量______(填選項前的字母)
A.A點與地面間的距離H B.小鐵球的直徑d
C.小鐵球從A到B的下落時間tAB D.小鐵球的質(zhì)量m
(2)小鐵球通過光電門時的瞬時速度v=______.若下落過程中機械能守恒,則h與
1
t2
的關(guān)系式為h=______.

查看答案和解析>>

同步練習冊答案