Question

高中物理题，求详解

如图所示，倾角为θ的光滑斜面足够长，一物质量为m小物体，在沿斜面向上的恒力F作用下，由静止从斜面底端沿斜面向上做匀加速直线运动，经过时间t，力F做功为60J，此后撤去力F，物体又经过相同的时间t回到斜面底端，若以地面为零势能参考面，则下列说法正确的是（ ）
A．物体回到斜面底端的动能为60J
B．恒力F=2mgsinθ
C．撤出力F时，物体的重力势能是45J
D．动能与势能相等的时刻一定出现在撤去力F之后

Answer 1

设撤去力F时，物体位移大小为x，撤去力之前，加速度大小为a1，撤去力后，加速度大小为a2
x=1/2 a1 t^2，-x=（a1t）t-1/2 a2t^2，
解得a2=3a1，而F-mgsino=ma1，mgsino=ma2
解得F=4/3 *mgsino，B错
全程运用动能定理，重力做功为0，初速度为0，
即Fx+0=Ek末-O,Fx=60J解得Ek末=60J,A对
从开始到撤去力，重力势能增加：△Ep=mgxsino
又有Fx=4/3 mgsinox=60J,解得△Ep=45J,C对
力F撤去前，合力小于重力沿斜面的分力，即合力做功小于克服重力做功，增加的动能小于增加的重力势能，撤去力F之前一定是重力势能大于动能，最返回斜面时重力势能为0，小于动能，所以动能与势能相等的时刻一定出现在撤去力F之后选项D对。
答案;ACD