Question

如圖所示，具有一定初速度的物塊，沿傾角為30°的粗糙斜面向上運動的過程中，受一恒定的沿斜面向上的拉力F作用，這時物塊的加速度大小為4 m/s²，方向沿斜面向下，那在物塊向上運動過程中，正確的說法是（  ）

A．物塊的機械能一定增加

B．物塊的機械能一定減小

C．物塊的機械能可能不變

D．物塊的機械能可能增加也可能減小

Answer 1

A

解析試題分析： ①假設斜面光滑，則上滑過程僅有重力做功，機械能守恒。（斜面支持力與位移方向垂直不做功）
此時，沿斜面方向：F_合=mgsin30°=ma，解得加速度為gsin30°=5
②現在斜面粗糙，且有牽引力，則上滑過程除重力外還有牽引力和摩擦力做功，所以機械能的變化取決于牽引力做的功和摩擦力做的功誰大。
此時，沿斜面方向：F_合=mgsin30°+μmgcos30°-F=ma=4m 可得牽引力F大于摩擦力μmgcos30°；同時，牽引力和摩擦力都是沿斜面方向的，因而位移大小相等；所以牽引力做功（正功）＞摩擦力做功（負功）。所以機械能增加，A選項正確。
考點：本題考查牛頓第二定律、機械能守恒等知識，意在考查學生對機械能守恒的理解。