题目内容
如图所示,与水平地面夹角为锐角的斜面底端 A 向上有三个等间距点 B、C和D,即AB=BC=CD。小滑块 P 以初速 v0从 A 出发,沿斜面向上运动。先设置斜面与滑块间处处无摩擦,则滑块到达D位置刚好停下,而后下滑。若设置斜面 AB部分与滑块间有处处相同的摩擦,其余部位与滑块间仍无摩擦,则滑块上行到C位置刚好停下,而后下滑。滑块下滑到B位置时速度大小为_______,回到 A 端时速度大小为___________。
解析:由于A、B、C、D等间距,A、B、C、D所处的高度均匀变化,设A到B重力做功为WG,从A到D,根据动能定理,有-3WG=0-mv02;①
若设置斜面 AB部分与滑块间有处处相同的摩擦,设克服摩擦力做功Wf,根据动能定理,有-2WG-Wf =0-mv02;②
由①②联立解得:Wf= WG。③
设滑块下滑到B位置时速度大小为vB,根据动能定理,有WG=mvB2;④
由①④联立解得:vB=v0。
滑块由B到A,由动能定理,WG-Wf =mvA2-mvB2;⑤
由③⑤联立解得:vA=vB=v0。
答案:v0 v0
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