题目内容

如图所示,倾角为q的光滑斜面足够长,质量为m的物体在沿平行斜面向上的恒力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40J,此后撤去力F,物体又经过相同的时间t回到斜面底端,若以地面为重力零势能参考面,则下列说法正确的是

A.物体回到斜面底端的动能为40J
B.恒力F=2mgsinθ
C.撤去力F时,物体的重力势能为30J
D.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后物体的动能一直在减少

AC

解析试题分析:对物体从斜面底端沿斜面向上运动经过时间2t回到斜面底端全过程研究,重力做功为零,根据动能定理得,,所以物体回到斜面底端的动能为,故A正确;设撤去F时物体的速度大小为,回到斜面底端时的速度大小为,撤F前物体的加速度大小为,撤F后物体的加速度大小为,撤F前后两个时间内发生的位移大小相等,取沿斜面向上方向为正方向,于是有:,解得:,根据牛顿第二定律得:,解得:,故B错误;根据动能定理得:撤F前有,即,所以撤去力F时,物体的重力势能为,故C正确;撤去力F前的运动过程中,物体向上做匀加速直线运动,撤去F后,物体先向上做减速运动,速度减为零之后,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D错误。所以选AC。
考点:本题考查动能关系、牛顿第二定律、运动学公式等力学规律的综合应用,意在考查考生的综合分析问题的能力。

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