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精英家教网如图所示,直杆AB与水平面成α角固定,在杆上套一质量为m的小滑块,杆底端B点处有一弹性挡板,杆与板面垂直,滑块与挡板碰撞后原速率返回.现将滑块拉到A点由静止释放,与挡板第一次碰撞后恰好能上升到AB的中点,设重力加速度为g,由此可以确定(  )
A、滑块下滑和上滑过程加速度的大小a1、a2B、滑块从开始释放到最终静止和杆之间因摩擦产生的热量C、滑块与杆之间动摩擦因数μD、滑块第k次与挡板碰撞后速度vk
分析:滑块运动分两个阶段,匀加速下滑和匀减速上滑,利用牛顿第二定律可求出两端加速度,利用动能定理可求解动摩擦因数μ.根据能量守恒分析能否求出热量.
解答:解:设AB长为L.对整个过程,运用动能定理得:mgsinα?0.5L-μmgcosα(L+0.5L)=0
得:μ=
1
3
tanα
,所以可以求出动摩擦因数μ;
根据牛顿第二定律得下滑过程:mgsinα-μmgcosα=ma1;上滑过程:mgsinα+μmgcosα=ma2
解得:a1=mgsinα-μgcosα,a2=gsinα+μgcosα
所以可求得滑块下滑和上滑过程加速度的大小a1、a2
最终滑块停在底端,根据能量守恒得因摩擦产生的热量 Q=mgsinα?L,因为L未知,所以不能求出因摩擦产生的热量.
因为不知道最初滑块下滑的位移,所以无法求出速度,故AC正确,BD错误;
故选:AC
点评:本题分析时,要灵活选择研究过程,运用动能定理求解动摩擦因数是关键,还要抓住连接两段的桥梁是碰撞前后速度大小相等.
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