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精英家教网如图(a)所示,质量m=1kg的物体置于倾角θ=37°的固定粗糙斜面上.t=0时对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t=1s时撤去拉力,斜面足够长,物体运动的部分v-t图如图(b)所示,则下列说法中正确的是(  )
A、拉力的大小为20NB、t=1s时物体运动到最高点C、t=4s时物体的速度大小为10m/sD、t=1s时物体的机械能最大
分析:根据动量定理分别研究拉力撤去前后的过程,求解拉力的大小.将速度图象延长到v=0,得到物体运动到最高点的时刻.根据拉力做功情况,判断物体的机械能何时最大.
解答:解:A、根据动量定理得:
在0-1s时间内:(F-f-mgsinθ)t1=mv1
在1-2s时间内:-(f+mgsinθ)t2=mv2-mv1
联立得F=30N,f=4N.故A错误.
B、将速度图象延长到v=0,得到t=3s,则t=3s时物体运动到最高点.故B错误.
C、t=3s时物体速度为零,所以t=4s时,由于f=4N<mgsin37°=6N,物体不能反向滑下,速度大小为0.故C错误.
D、物体在沿斜面向上运动的过程中,拉力大于摩擦力,两个力的合力对物体做正功,物体的机械能增加,当拉力F撤去时,摩擦力做负功,物体的机械能开始减小,则t=1s时刻物体的机械能最大.故D正确.
故选:D
点评:本题运用动量定理研究拉力F的大小,也可以求出加速度,由牛顿第二定律求解拉力F.机械能的变化量取决于除重力以外力做的功.
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解:小球受到重力及杆的作用力F2,因为是轻杆,所以F2方向沿杆向上,受力情况如图(b)所示.根据所画的平行四边形,可以求得:
F2=
2
mg=
2
×2×10N=20
2
N.
你认为上述解法是否正确?如果不正确,请说明理由,并给出正确的解答.

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A、t1时刻小球的速度大小为
3gR
B、t2时刻小球的速度大小为 
gR
C、t3时刻小球的速度大小为 
5gR
D、t4时刻小球的速度大小为
gR

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