题目内容

20.如图所示,一物块以6m/s的初速度从曲面A点下滑,运动到B点速度仍为6m/s,若物体以7m/s的初速度仍由A点下滑,则运动到B点时的速度(  )
A.大于7 m/sB.小于7m/s
C.等于7m/sD.条件不足,无法计算

分析 物体从曲面的A点下滑过程中,重力和摩擦力做功,当物体下滑的速度增大时,运用向心力知识分析轨道对物体支持力的变化,判断摩擦力如何变化,确定物体克服摩擦力做功的大小,分析动能变化量的大小,再求出物体运动到B点时的速度范围.

解答 解:第一次物体从曲面的A点下滑过程中,动能变化量为零,则重力做的功等于克服摩擦力做的功.第二次物体下滑时速度增大,在同一点物体所需要的向心力增大,轨道对物体的支持力增大,则物体对轨道的压力增大,物体所受的滑动摩擦力随之增大,从A运动到B,路程相等,则物体下滑过程中克服摩擦力做功将增大,所以重力做功将小于克服摩擦力做功,总功为负值,根据动能定理得知,物体的动能减小,第一次下滑过程动能变化量为零,第二次则有$\frac{1}{2}$mvB2-$\frac{1}{2}$mvA2<0,得:vB<vA=7m/s
故选:B

点评 本题运用向心力和动能定理分析运动员下滑过程动能的变化量大小,是经常采用的思路.要知道滑动摩擦力做功与路程有关.

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