Question

高一物理动能定理：在光滑斜面的底端静止一物体，从某时刻开始有一个沿斜面向上的恒力F作用在物体上，

使物体沿斜面向上滑去，经一段时间突然撤去这个力，有尽相同的时间物体又返回斜面的底部，且具有120J的动能，撤去F时物体具有___？___动能

Answer 1

设重力在平行斜面方向的分力是G1，刚撤去恒力F时的速度大小是V
则在有恒力F作用的阶段，由动量定理得　（F－G1）* t ＝m*V　..............方程1
向上运动的距离是S，则由动能定理得　（F－G1）*S＝m*V^2 / 2..............方程2
撤去恒力F后，物体经相同时间回到底部时的速度大小是　V1，
则由动量定理得　G1* t ＝m*V1－（－m*V）＝m*（V1＋V）..............方程3
由动能定理得　G1*S＝（m*V1^2 / 2）－（m*V^2 / 2）..............方程4
由方程1和2得　S / t ＝V / 2
由方程3和4得　S / t＝（V1－ V） / 2
所以　V / 2＝（V1－ V） / 2
V＝V1 / 2
由题目条件知　Ek底＝m*V1^2 / 2＝120焦耳
所以在刚撤去F时物体具有的动能是　Ek＝m*V^2 / 2＝Ek底 / 4＝120 / 4＝30焦耳。

Answer 2

120j

Answer 3

30J