题目内容

【题目】如图所示,光滑水平面OB与足够长的粗糙斜面BC相接于B点,O端有一竖直墙面,一轻弹簧左端固定于竖直墙面,现用质量为m1的滑块压缩弹簧至D点,然后由静止释放,滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面,上升到最大高度,并静止在斜面上,不计滑块在B点的机械能损失.若换用相同材料、相同粗糙程度、质量为m2(m2>m1) 的滑块压缩弹簧至同一点D后,重复上述过程,下列说法正确的是( )

A.两滑块到达B点的速度相同
B.两滑块沿斜面上升的最大高度相同
C.两滑块上升到最高点的过程中克服重力做功相同
D.m2上升到最高点的后会滑下来

【答案】C
【解析】解:A、换用质量为m2的滑块压缩弹簧至同一点D时,弹簧具有的弹性势能相等,根据能量守恒定律知,两滑块到B点时的动能相同,由于质量不同,则速度不同,故A错误;

B、两滑块在斜面上运动时加速度相同,由于初速度不同,故上升高度不同.故B错误;

C、两滑块上升到最高点过程克服重力做的功表达式WG=mgh,对任一滑块(质量设为m),由能量守恒定律得:EP=mgh+μmgcosθ× ,所以 WG=mgh= ,故两滑块上升到最高点过程克服重力做的功相同,故C正确;

D、对于m1上升到最高点时有m1gsinθ≤μm1gcosθ,即 sinθ≤μcosθ,该式与滑块的质量无关,所以m2上升到最高点后也静止在斜面上,故D错误.

故选:C

【考点精析】通过灵活运用功能关系和能量守恒定律,掌握当只有重力(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 =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;能量守恒定律:能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移过程中,能量的总量保持不变即可以解答此题.

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