Question

3．如图甲，木块从斜面匀速滑下时，受到摩擦力大小为F₁；当用平行于斜面的推力将该木块由斜面底端匀速推至顶端的过程中，推力大小为F₂（如图乙），关于F₁与F₂的大小关系和能量的变化，下列说法中正确的是（　　）

• A． F₂=F₁
• B． F₂=2F₁
• C． F₂＞2F₁
• D． 推力对木块做功，木块的机械能增加

Answer 1

分析 （1）滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，且摩擦力的方向一定与物体运动趋势方向相反；
（2）动能的大小与物体的质量、速度有关；重力势能大小与物体的质量、高度有关，动能和势能统称为机械能．

解答 解：ABC、如图所示

①图甲，木块从斜面匀速滑下时，木块所受重力沿斜面向下的分力G₀与沿斜面向上的摩擦力F₁是一对平衡力，所以G₀=F₁；
②图乙，推动木块沿斜面向上做匀速运动时，在沿斜面方向上木块受到三个力的作用，分别是推力F₂、重力沿斜面向下的分力G₀、沿斜面向下的摩擦力；
由于是同一斜面、同一木块，所以重力沿斜面向下的分力G₀与甲图是相同的；该过程中压力不变、接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力大小不变，即摩擦力仍然为F₁；
木块匀速向上运动，根据力的平衡条件可得F₂=G₀+F₁，由于G₀=F₁，故乙图的推力F₂=2F₁；故B正确，A、C错误；
D、图乙，木块沿推力的方向移动了距离，故推力对木块做了功；在匀速向上运动过程中，木块的速度不变、质量不变，故动能不变；高度增加，故重力势能增大，所以机械能增大，故D正确；
故选B、D．

点评 此题考查了摩擦力大小的影响因素、动能、势能、机械能的判断和受力分析的应用，是一道综合题，难度较大．