题目内容

10.如图所示,质量为m的滑块从高为h处的a点沿圆弧轨道ab滑入水平轨道bc,滑块与轨道的动摩擦因数相同.滑块在a、c两点时的速度大小均为v,ab弧长与bc长度相等.空气阻力不计,则滑块从a到c的运动过程中(  )
A.滑块的动能始终保持不变
B.滑块在bc段运动过程中克服摩擦力做得功一定等于$\frac{mgh}{2}$
C.滑块经过b点时的速度大于$\sqrt{gh+{v}^{2}}$
D.滑块经过b点时的速度等于$\sqrt{gh+{v}^{2}}$

分析 滑块在a、c两点时的速度大小均为v,知滑块先加速和减速.对全程运用动能定理,求出全程阻力做的功,根据ab段、bc段摩擦力的大小比较两段做的功,从而得出bc段克服摩擦力做的功.再根据动能定理求出b的速度.

解答 解:A、滑块在a、c两点时的速度大小均为v,则知滑块先加速后减速.动能先增加后减小.故A错误;
B、对全程运用动能定理得,mgh-Wf=0,全程克服阻力做功等于mgh,因为ab段所受的支持力不等于重力,所以所受的摩擦力与bc段不等,克服摩擦力做功不等,则小球在bc过程克服阻力做的功不等于$\frac{mgh}{2}$.故B错误;
CD、对下滑过程,根据动能定理得:mgh-Wf′=$\frac{1}{2}$mv′2-$\frac{1}{2}$mv2,因为Wf′<$\frac{mgh}{2}$,所以v′>$\sqrt{gh+{v}^{2}}$.故C正确,D错误.
故选:C

点评 解决本题的关键知道ab段所受的摩擦力大于bc段,以及能够灵活运用动能定理.运用动能定理解题时需确定研究的过程.

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