Question

【题目】如图所示，质量为m的质点以初速度v0向右上方运动，v0与竖直方向的夹角为θ＝37°，不计空气阻力。为保持质点沿直线运动，需再施加外力F的作用，则F至少为_________________；若F＝mg，则质点机械能大小的变化情况是________________________________。

Answer 1

【答案】 mg 先减小后增大，也可能始终增大

【解析】质点受重力和拉力作用作直线运动，沿运动方向和垂直运动方向建立坐标，当F的大小与重力沿垂直运动方向的分量相等时有最小值，即；由于，故F的方向与ON不再垂直，有两种可能的方向，F与物体的运动方向的夹角可能大于90°，也可能小于90°，即拉力F可能做负功，也可能做正功，重力做功不影响机械能的变化，故根据功能定理，物体机械能变化量等于力F做的功，当F与物体的运动方向的夹角可能大于90°，物体先减速再反向加速，此过程中拉力先做负功在做正功，所以机械能先减小后增大；当F与物体的运动方向的夹角可能小于90°，物体一直加速，拉力做正功，即机械能一直增加；故机械能可能先减小后增大，也可能始终增大。