题目内容

3.如图甲所示,物体以一定的初速度从倾角为α=37°的斜面底端沿斜面向上运动,上升的最大高度为3.0m,选择地面为参考平面,上升过程中,物体的机械能E机随高度h的变化如图所示.g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80.则(  )
A.物体的质量m=2kg
B.物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.40
C.物体上升过程的加速度大小a=10m/s2
D.物体回到斜面底端时的动能Ek=10J

分析 当物体到达最高点时速度为零,机械能等于物体的重力势能,由重力势能计算公式可以求出物体质量;在整个运动过程中,机械能的变化量等于摩擦力做的功,由图象求出摩擦力的功,由功计算公式求出动摩擦因数;由牛顿第二定律求出物体上升过程的加速度;由动能定理求出物体回到斜面底端时的动能.

解答 解:A、物体到达最高点时,机械能E=EP=mgh,m=$\frac{E}{gh}$=$\frac{30}{10×3}$=1kg,故A错误;
B、物体上升过程中,克服摩擦力做功,机械能减少,减少的机械能等于克服摩擦力的功,△E=-μmgcosα$\frac{h}{sinα}$,即30-50=-μ×1×10cos37°×$\frac{3}{sin37°}$,得μ=0.5,故B错误;
C、物体上升过程中,由牛顿第二定律得:mgsinα+μmgcosα=ma,解得a=10m/s2,故C错误;
D、由图象可知,物体上升过程中摩擦力做功:Wf=30-50=-20J,在整个过程中由动能定理得:Ek-Ek0=2Wf,则:Ek=Ek0+2Wf=50+2×(-20)=10J,故D正确;
故选:D.

点评 本题考查功能关系的综合运用,要知道重力做功不改变物体的机械能,摩擦力做功使物体机械能减少,由图象求出物体初末状态的机械能,应用重力势能的计算公式、动能定理即可正确解题.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网