Question

【题目】一质量m=0.6kg的物体以v0=20m/s的初速度从倾角为30°的斜坡底端沿斜坡向上运动．当物体向上滑到某一位置时，其动能减少了△Ek=18J，机械能减少了△E=3J．不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，求：

(1)物体向上运动时加速度的大小；

(2)物体返回斜坡底端时的动能．

Answer 1

【答案】(1) (2) EK′=80J

【解析】试题分析：物体从开始到经过斜面上某一点时，受重力、支持力和摩擦力，总功等于动能增加量，机械能减小量等于克服摩擦力做的功，根据功能关系列式可解；

对从最高点到底端过程运用动能定理列式求解

解：（1）物体从开始到经过斜面上某一点时，受重力、支持力和摩擦力，

根据动能定理，有

﹣mglsinθ﹣fl=EK﹣EK0=﹣18J ①

机械能的减小量等于克服摩擦力做的功：

fl=△E=3J ②

由①②可解得l=5m，f=0.6N

因为物体的初速度为v0=20m/s，初动能=120J

滑上某一位置时动能减少了△Ek=18J，则此时动能Ek=102J=，可得v2=340m2/s2

物体在斜坡底端向上运动时受重力、支持力和摩擦力作用，物体做匀减速运动，根据匀变速直线运动的速度位移关系有：

==﹣6m/s2（负号表示方向与初速度方向相反）

（2）当该物体经过斜面上某一点时，动能减少了18J，机械能减少了3J，所以当物体到达最高点时动能减少了120J，机械能减少了20J，

所以物体上升过程中克服摩擦力做功是20J，全过程摩擦力做功W=﹣40J

从出发到返回底端，重力不做功，设回到出发点的动能为EK′，由动能定理可得

W=EK′﹣EK0

得EK′=80J

答：（1）物体向上运动时的加速度大小为6m/s2

（2）物体返回斜坡底端时的动能80J．