解题思路:对开始到回到出发点运用动能定理研究求出物体回到出发点的动能.
分别研究从开始到经过时间t和撤去恒力F到回到出发点,物体的受力情况,根据运动学公式求出恒力F.
仍然根据运动学公式求出撤去力F时,物体继续上滑到最高点距离,运用动能定理求出撤去力F时,物体重力势.
A、B、从开始到经过时间t,物体受重力,拉力,支持力,
由牛顿第二定律得物体加速度为:a=
F−mgsinθ
m=
F
m−gsinθ ①
撤去恒力F到回到出发点,物体受重力,支持力,
由牛顿第二定律得物体加速度为:a′=
mgsinθ
m=gsinθ ②
两个过程位移大小相等方向相反,时间相等.得:
1
2at2=−(at•t−
1
2a′t2) ③
①②③联立解得:a′=3a F=
4
3mgsin30°=
2
3mg.故A正确,B错误,
C、D、撤去力F时,物体重力势能30J,动能10J,撤去力F后的位置到最高点,动能减小,重力势能增大,动能与势能相等的位置不可能在这段距离,所以动能与势能相等的位置在撤去力F之前的某位置,故C正确D错误;
故选:AC.
点评:
本题考点: 牛顿第二定律;重力势能.
考点点评: 本题是动能定理、运动学公式等力学规律的综合应用,关键要抓住两个过程之间的位移关系和时间关系.