题目内容
【题目】物块先沿轨道1从A点由静止下滑至底端B点,后沿轨道2从A点由静止下滑经C点至底端B点,AC=CB,如图所示.物块与两轨道的动摩擦因数相同,不考虑物块在C点处撞击的因素,则在物块整个下滑过程中( )
A.沿轨道2下滑时的时间较小
B.沿轨道2下滑时损失的机械能较少
C.物块受到的摩擦力相同
D.物块滑至B点时速度大小相同
【答案】A,D
【解析】解:摩擦力f=μmgcosθ,在轨道1、2上倾角不同,所以摩擦力不同,
设AC与水平面的夹角为α,CB与水平面的夹角为β,AB与水平面的夹角为θ,如图所示:
沿轨道2运动,摩擦力做的功:Wf2=μmgcosαxAC+μmgcosβxCB=μmgxEF+μmgxEB=μmgxFB
沿轨道1运动,摩擦力做的功为:Wf1=μmgcosθxAB=μmgxFB=Wf2
由动能定理 得:物块滑至B点时速度大小相同,但方向不同,两种运动摩擦力做的功相同,所以两种情况下损失的机械能相同,物体沿1做匀加速直线运动,沿2先做加速度比1大的加速运动,后做加速度比1小的加速运动,而运动的总位移相同,画出速度时间图象,如图所示,则沿轨道2下滑时的时间较小,故A正确;
故BC错误,D正确;
故选:AD.
【考点精析】关于本题考查的功能关系,需要了解当只有重力(或弹簧弹力)做功时,物体的机械能守恒;重力对物体做的功等于物体重力势能的减少:W G =E p1 -E p2;合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:W 合 =E k2 -E k1 (动能定理);除了重力(或弹簧弹力)之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化:W F =E 2 -E 1才能得出正确答案.
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