Question

【題目】質量m=3. 0kg的小球在豎直向上的恒定拉力作用下，由靜止開始從水平地面向上運動，經一段時間，拉力做功為W=15.0J，此后撤去拉力，球又經相同時間回到地面，以地面為零勢能面，不計空氣阻力，重力加速度g=l0m/s2。則下列說法正確的是 ( )

A. 恒定拉力大小為40.0N

B. 球動能Ek=3.0J時的重力勢能可能是l2.0J

C. 拉力作用過程球動能增加了15.0J，

D. 球動能Ek=3.0J時的重力勢能可能是9.0J

Answer 1

【答案】ABD

【解析】

A.設加速上升的加速度為a，經過的時間為t，位移為x，取向上為正，則：

t時刻的速度大小為：

v=at

撤去拉力后，物體經過時間t又回到地面，則有：

解得：

根據牛頓第二定律可得：

解得：

40N，

故A正確；

BD. 根據：W=Fx

可得

x=0.375m，

此時的速度為

m/s，

則動能為：

J，

所以動能等于3J的位置有兩個，一個是加速上升過程中，設高度為，則根據動能定理可得：

=3J

解得：

h1=0.3m

則重力勢能為：

=9J；

設減速過程動能為3J時的高度為，則根據動能定理可得：

3J

解得：

12J

故BD正確；

C.合外力做的功等于動能變化，拉力作用過程球動能增加了3.75J，故C錯誤。