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精英家教网如图所示,足够长粗糙斜面固定在水平面上,物块a通过平行于斜面的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连,b的质量为m.开始时,a、b均静止且a刚好不受斜面摩擦力作用.现对b施加竖直向下的恒力F,使a、b做加速运动,则在b下降h高度过程中(  )
A、a的加速度为
F
m
B、a的重力势能增加mgh
C、绳的拉力对a做的功等于a机械能的增加
D、F对b做的功与摩擦力对a做的功之和等于a、b动能的增加
分析:通过开始时,a、b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用,根据共点力平衡得出a、b的质量关系.根据b上升的高度得出a下降的高度,从而求出a重力势能的减小量,根据能量守恒定律判断摩擦力功与a、b动能以及机械能的关系.
解答:解:A、开始时,a、b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用,有magsinθ=mbg,则ma=
m
sinθ

a的加速度与B的加速度相等,对b,根据牛顿第二定律:F-T=ma,而T>0,故a<
F
m
,A错误;
B、b下降h,则a上升hsinθ,则a重力势能的增加量为mag×hsinθ=mgh.故B正确.
C、根据能量守恒得,系统机械能增加,摩擦力对a做的功等于a、b机械能的增量.所以摩擦力做功大于a的机械能增加.因为系统重力势能不变,所以摩擦力做功等于系统动能的增加.故C错误.
D、对系统,合外力做的功等于动能的增加,即F对b做的功与摩擦力对a做的功与重力对a和b做的功之和,而重力对b做负功,对a做正功,且绝对值相等,故重力对系统做功之和为0,则F对b做的功与摩擦力对a做的功之和等于动能增加.故D正确.
故选:BD.
点评:本题是力与能的综合题,关键对初始位置和末位置正确地受力分析,以及合力选择研究的过程和研究的对象,运用能量守恒进行分析.
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