题目内容

4.如图甲所示,质量为1kg的小物块以初速度v0=11m/s从θ=53°的固定斜面底端先后两次滑上斜面,第一次对小物块施加一沿斜面向上的恒力F,第二次不施加力,图乙中的两条线段a、b分别表示施加力F和无F时小物块沿斜面向上运动的v-t图线,不考虑空气阻力,g=10m/s2,下列说法正确的是(  )
A.恒力F大小为1N
B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.6
C.有恒力F时,小物块在上升过程产生的热量较少
D.有恒力F时,小物块在上升过程机械能的减少量较小

分析 根据速度-时间图象的斜率等于加速度,分别得到上滑和下滑的加速度大小,然后受力分析,根据牛顿第二定律列式求解.
根据动能定理得到动能与重力势能的关系,再将动能与重力势能相等的条件代入进行求解.

解答 解:A、B、根据v-t中斜率等于加速度的意义可知:aa=$\frac{△v}{{t}_{1}}$=$\frac{0-11}{1.1}$=-10m/s2
ab=$\frac{0-11}{1}$=-11m/s2
不受拉力时:mab=-mgsin53°-μmgcos53°
代入数据得:μ=0.5
受到拉力的作用时:maa=F-mgsin53°-μmgcos53°
所以:F=1N.故A正确,B错误;
C、根据运动学公式:x=$\frac{0-{v}_{0}^{2}}{2a}$可知,因为有恒力F时,小物块的加速度小,位移大,所以在上升过程产生的热量较大.故C错误;
D、结合C的分析可知,有恒力F时,小物块上升的高度比较大,所以在最高点的重力势能比较大,而升高的过程动能的减小是相等的,所以在上升过程机械能的减少量较小.故D正确.
故选:AD.

点评 本题关键根据速度时间图象得到物体上滑和下滑的加速度,然后受力分析并根据牛顿第二定律列式求解出斜面的倾角和摩擦力.

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