题目

一定初速度的物块,受沿斜面向上的恒力F的作用,物块的加速度沿斜面向下,大小为4,机械能怎么变?
一定初速度的物块,受沿斜面向上的恒力F的作用,沿倾角为30度的粗糙斜面向上运动,这时物块的加速度沿斜面向下,大小为4米每秒,那么物块向上运动的过程中,机械能怎么变?

提问时间：2021-03-13

答案

答案：物块上滑过程机械能增加.
分析：
①假设斜面光滑,则上滑过程仅有重力做功,机械能守恒.（斜面支持力与位移方向垂直不做功）
此时,沿斜面方向：F合=mgsin30°=ma,解得加速度为gsin30°=5 （1）
②现在斜面粗糙,且有牵引力,则上滑过程除重力外还有牵引力和摩擦力做功,所以机械能的变化取决于牵引力做的功和摩擦力做的功谁大.
此时,沿斜面方向：F合=mgsin30°+μmgcos30°-F=ma=4m （2）
③将（1）式代入（2）式中,得F-μmgcos30°=m,说明牵引力F大于摩擦力μmgcos30°；同时,牵引力和摩擦力都是沿斜面方向的,因而位移大小相等；所以牵引力做功（正功）＞摩擦力做功（负功）.所以机械能增加.