题目内容

如图所示,具有一定初速度的物块,沿倾角为30°的粗糙斜面向上运动的过程中,受一恒定的沿斜面向上的拉力F作用,这时物块的加速度大小为4 m/s2,方向沿斜面向下,那在物块向上运动过程中,正确的说法是(  )

A.物块的机械能一定增加
B.物块的机械能一定减小
C.物块的机械能可能不变
D.物块的机械能可能增加也可能减小

A

解析试题分析: ①假设斜面光滑,则上滑过程仅有重力做功,机械能守恒。(斜面支持力与位移方向垂直不做功)
此时,沿斜面方向:F=mgsin30°=ma,解得加速度为gsin30°=5
②现在斜面粗糙,且有牵引力,则上滑过程除重力外还有牵引力和摩擦力做功,所以机械能的变化取决于牵引力做的功和摩擦力做的功谁大。
此时,沿斜面方向:F=mgsin30°+μmgcos30°-F=ma=4m 可得牵引力F大于摩擦力μmgcos30°;同时,牵引力和摩擦力都是沿斜面方向的,因而位移大小相等;所以牵引力做功(正功)>摩擦力做功(负功)。所以机械能增加,A选项正确。
考点:本题考查牛顿第二定律、机械能守恒等知识,意在考查学生对机械能守恒的理解。

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