Question

9．如图所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m（包括雪具在内）的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为$\frac{1}{3}$g．在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是（　　）

• A． 运动员减少的重力势能全部转化为动能
• B． 运动员获得的动能为$\frac{2}{3}mgh$
• C． 运动员克服摩擦力做功为$\frac{1}{3}mgh$
• D． 下滑过程中系统减少的机械能为$\frac{2}{3}mgh$

Answer 1

分析 运动员减少的重力势能转化为动能和内能．由牛顿第二定律可求得合外力，则可求得合力所做的功；则由动能定理可求得动能的变化量，分析人在运动过程中的受力及各力做功情况，求得摩擦力；由摩擦力做功可求得机械能的变化量．

解答 解：A、人在下滑过程中受到重力、支持力及摩擦力的作用，存在摩擦生热，所以运动员减少的重力势能转化为动能和内能．故A错误；
B、由牛顿第二定律可知，人受到的合力 F=ma=$\frac{1}{3}$mg，合力的功W=Fs=$\frac{1}{3}$mg×$\frac{h}{sin30°}$=$\frac{2}{3}$mgh；由动能定理可知，运动员获得的动能为$\frac{2}{3}mgh$；故B正确；
C、物体合外力 F=mgsinθ-F_f=$\frac{1}{3}$mg，故摩擦力大小为 F_f=mgsin30°-$\frac{1}{3}$mg=$\frac{1}{6}$mg；运动员克服摩擦力所做的功 W_f=$\frac{1}{6}$mg×2h=$\frac{1}{3}mgh$；故C正确；
D、根据功能关系知，运动员克服摩擦力做的功等于机械能的减少量，故机械能减小了$\frac{1}{3}mgh$；故D错误；
故选：BC

点评 在理解功能关系时应抓住：重力做功等于重力势能的变化量，摩擦力做功等于机械能的改变量，而合力做功等于动能的变化量．