问题 多选题

如图所示,一个物体在沿斜面向上的恒力F作用下,由静止从光滑斜面的底端沿斜面向上做匀加速运动,经时间t力F做功为60J.此后撤去恒力F,物体又经时间t回到出发点.若以地面为零势能面,则下列说法正确的是(  )

A.物体回到出发点的动能为60J

B.开始时物体所受恒力F=2mgsinθ

C.撤去力F时,物体重力势能是45J

D.动能与势能相等的位置在撤去力F之前的某位置

答案

A、对开始到回到出发点运用动能定理研究:

WF=EK-0,力F做功为60J

所以物体回到出发点的动能为60J.故A正确.

B、从开始到经过时间t,物体受重力,拉力,支持力,

物体加速度a=

F-mgsinθ
m
=
F
m
-gsinθ

撤去恒力F到回到出发点,物体受重力,支持力,

物体加速度a′=gsinθ

两个过程位移大小相等,时间相等.

解得:开始时物体所受恒力F=

4
3
mgsinθ,故B错误.

C、有F作用时,物体的加速度为

1
3
gsinθ,

撤去力F时,物体的加速度为gsinθ,

从开始到撤去力F时,物体上滑的距离为L,

所以撤去力F时,物体继续上滑到最高点,距离是

1
3
L,

运用动能定理研究从开始到上滑到最高点,-mgh+WF=0-0,

得:重力做了-60J功.

所以从开始到撤去力F时,重力做了-45J功,所以撤去力F时,物体重力势能是45J,故C正确.

D、撤去力F时,物体重力势能45J,动能15J,撤去力F后,动能减小,重力势能增大,所以动能与势能相等的位置在撤去力F之前的某位置,故D正确.

故选ACD.

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