Question

3．如圖甲，木塊從斜面勻速滑下時，受到摩擦力大小為F₁；當用平行于斜面的推力將該木塊由斜面底端勻速推至頂端的過程中，推力大小為F₂（如圖乙），關于F₁與F₂的大小關系和能量的變化，下列說法中正確的是（　　）

• A． F₂=F₁
• B． F₂=2F₁
• C． F₂＞2F₁
• D． 推力對木塊做功，木塊的機械能增加

Answer 1

分析 （1）滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關，且摩擦力的方向一定與物體運動趨勢方向相反；
（2）動能的大小與物體的質量、速度有關；重力勢能大小與物體的質量、高度有關，動能和勢能統稱為機械能．

解答 解：ABC、如圖所示

①圖甲，木塊從斜面勻速滑下時，木塊所受重力沿斜面向下的分力G₀與沿斜面向上的摩擦力F₁是一對平衡力，所以G₀=F₁；
②圖乙，推動木塊沿斜面向上做勻速運動時，在沿斜面方向上木塊受到三個力的作用，分別是推力F₂、重力沿斜面向下的分力G₀、沿斜面向下的摩擦力；
由于是同一斜面、同一木塊，所以重力沿斜面向下的分力G₀與甲圖是相同的；該過程中壓力不變、接觸面的粗糙程度不變，所以摩擦力大小不變，即摩擦力仍然為F₁；
木塊勻速向上運動，根據力的平衡條件可得F₂=G₀+F₁，由于G₀=F₁，故乙圖的推力F₂=2F₁；故B正確，A、C錯誤；
D、圖乙，木塊沿推力的方向移動了距離，故推力對木塊做了功；在勻速向上運動過程中，木塊的速度不變、質量不變，故動能不變；高度增加，故重力勢能增大，所以機械能增大，故D正確；
故選B、D．

點評 此題考查了摩擦力大小的影響因素、動能、勢能、機械能的判斷和受力分析的應用，是一道綜合題，難度較大．