解题思路:根据动能定理求出物体回到出发点的动能.假设撤去F时物体的速度大小为v.撤去F后物体做匀减速直线运动,其位移与匀加速运动的位移大小相等,根据运动学公式求出物体回到出发点的速度,得到其动能.根据动量定理求解F的大小.根据F与mg的关系,由动能定理求解撤去力F时,物体的重力势能.
A、根据动能定理得:对整体运动过程:WF=Ek-0,得到:物体回到出发点时的动能Ek=WF=40J.故A正确.
B、设撤去F时物体的速度大小为v,物体回到出发点时的速度大小为v′,取沿斜面向上方向为正方向.据题分析得知,撤去F后t时间内物体做匀减速直线运动的位移与t时间内匀加速直线运动的位移大小,方向相反,则有:
[vt/2=−
−v′+v
2]t,
得:v′=2v.
根据动量定理,匀加速运动过程有:Ft-mgsinθt=mv
匀减速运动过程有:-mgsinθt=-mv′-mv
联立解得:F=[4/3]mgsinθ.故B错误.
C、匀加速运动过程:WF=Fs=40J,将F=[4/3]mgsinθ代入得:[4/3]mgsinθ•s=40J,得到mgsinθ•s=30J.则撤去力F时,物体的重力势能是:Ep=mgsinθ•s=30J.故C正确.
D、物体向上减速减为零之后,要向下加速运动,所以撤去力F后的运动过程中物体的动能是先减小后增加.故D错误.
故选:AC
点评:
本题考点: 功能关系;重力势能.
考点点评: 本题是动能定理、动量定理、运动学公式等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,确定末速度的关系.