Question

【题目】如图所示，质量m=2kg的小滑块，从弧形轨道的底端A点，以Ek=16J的初动能沿轨道向上滑行，到达最大高度后沿原路返回，最后停在水平面上的P点，设弧形轨道光滑且足够长．（取g=10m/s2）求：

（1）小滑块能到达的最大高度h是多大？
（2）小滑块返回A点时的速度V大小是多少？
（3）若水平面的动摩擦因数μ=0.2，则P点离出发点A的距离S为多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：滑块上滑过程，机械能守恒，

由机械能守恒定律得：Ek= mv2=mgh，

解得：h=0.8m；

答：小滑块能到达的最大高度h是0.8m．

（2）滑块的动能：Ek= mv2，解得：v=4m/s；

答：小滑块返回A点时的速度V大小是4m/s．

（3）在整个过程中，由动能定理得：

﹣μmgs=0﹣Ek，解得：s=4m；

答：若水平面的动摩擦因数μ=0.2，则P点离出发点A的距离s为4m．

【解析】本题考查了动能定理的应用，可以利用动能定理求滑块上升的高度，利用动能的表达式求滑块速度、滑块滑行距离等问题，学生如果能够分析清楚滑块运动过程、应用动能的计算公式、动能定理即可解题．
【考点精析】通过灵活运用动能定理的综合应用，掌握应用动能定理只考虑初、末状态，没有守恒条件的限制，也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用时间的动力学问题，都可以用动能定理分析和解答，而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷即可以解答此题．