题目内容

图中ABCD是一条长轨道,其中AB段是倾角为θ的斜面,CD段是水平的,BC是与AB和CD都相切的一小段圆弧,其长度可以略去不计.一质量为m的小滑块在A点从静止状态释放,沿轨道滑下,最后停在D点,A点和D点的位置如图所示,现用一沿轨道方向的力推滑块,使它缓缓地由D点推回到A点,设滑块与轨道间的动摩擦系数为μ,则推力对滑块做的功等于(  )
分析:小滑块由A→D的过程重力和摩擦力做功,根据动能定理可求出摩擦力做功和重力做功的关系;从D←A的过程,摩擦力做功和从A→D的过程一样多,又缓缓地推,说明该过程始终处于平衡状态,动能的变化量为零,利用动能定理即可求出推力对滑块做的功.
解答:解:物体由A点下落至D点,设克服摩擦力做功为WAD,由动能定理:mgh-WAD=0,
      即   WAD=mgh  ①
由于缓缓推,说明动能变化量为零,设克服摩擦力做功为WDA,由动能定理
当物体从D点被推回A点,WF-mgh-WDA=0   ②
根据W=FLcosα可得:
由A点下落至D,摩擦力做得功为WAD=-μmgcosθ×
h
sinθ
-μmgs
    ③
从D←A的过程摩擦力做功为,WDA=-μmgcosθ×
h
sinθ
-μmgs
   ④
③④联立得:WAD=WDA   ⑤
①②③联立得:WF=2mgh  故ACD错误B正确,
故选B.
点评:本题重点是抓住来回两个过程摩擦力做功相等,理解缓缓推的意义,对来和会两个过程应用动能定理即可求解.
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