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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

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.

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