题目内容
【题目】如图所示,长直杆CPD与水平面成45°,由不同材料拼接面成,P为两材料分界点,DP>CP。一个圆环套在长直杆上,让圆环无初速从顶端滑到底端(如左图);再将长直杆两端对调放置,让圆环无初速从顶端滑到底端(如右图),两种情况下圆环从开始运动到经过P点的时间相同。下列说法中正确的是( )
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A.圆环与直杆CP段的动摩擦因数小于圆环与直杆DP段之间的动摩擦因数
B.两次滑动中圆环到达底端速度大小相等
C.两次滑动中圆环到达底端所用时间相等
D.两次滑动到达底端的过程中圆环与直杆摩擦产生的热量相等
【答案】BD
【解析】
试题分析:第一种情况:从C到P过程,
;第二种情况:从D到P过程,
,所以
,因为
,即圆环与直杆CP段的动摩擦因数大于圆环与直杆DP段之间的动摩擦因数,故A错误;从C到D和从D到C过程中摩擦力做功相等,重力做功相等,根据动能定理可知,两次滑动中物块到达底端速度相等,故B正确;由题意可知,小物块两次滑动经过P点的时间相同,且
,因此从D到P的平均速度大于从C到P的平均速度,设从C到P点时速度为
,从D到P时速度为
,则根据匀变速直线运动特点有:
,即从D到P点速度大于从C到P点的速度,则得
.设圆环滑到底端的速度大小为v.则第一种情况:从P到D过程,
;第二种情况从P到C过程,
,因为
,
.所以
.则得第一次圆环到达底端所用时间长,故C错误;两次滑下的过程中摩擦力做功相同,物块机械能的损失相等,摩擦产生的热量相等.故D正确.
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