题目内容

9.如图所示是滑沙场地的一段,可视为倾角为30°的斜面,设参加活动的人和滑车总质量为m,滑沙人从距底端高为h处的顶端A沿滑道由静止开始匀加速下滑,加速度为0.4g,人和滑车可视为质点,则从顶端向下滑到底端B的过程中,下列说法正确的是(  )
A.人和滑车减少的重力势能全部转化为动能
B.人和滑车获得的动能为0.8mgh
C.整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为0.2mgh
D.人和滑车克服摩擦力做功为0.6mgh

分析 (1)人在斜面上向下滑过程中,受重力、斜面的支持力和摩擦力的作用,根据牛顿第二定律求解加速度,确定摩擦力的大小.
(2)人下滑到斜面底端的位移为x=$\frac{h}{sin30°}$,由2ax=${v}_{t}^{2}-{v}_{0}^{2}$求解到人到达斜面底端的速度大小,然后由${E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}^{2}$求出动能,也可以有动能定理求出.
(3)根据功能关系,求出整个下滑过程中人和滑车克服摩擦力做的功 和减少的机械能为0.2mgh

解答 解:加速度大小为0.4g,设受到的摩擦力是f,则沿斜面的方向:ma=mgsin30°-f
所以:f=0.1mg
A、由以上的分析可知,人下滑的过程中受到摩擦力的作用,人和滑车减少的重力势能转化为动能和内能.故A错误;
B、人和滑车下滑的过程中重力和摩擦力做功,获得的动能为${E}_{k}=(mgsin30°-f)\frac{h}{sin30°}=0.8mgh$.故B正确;
C、整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为△E=mgh-Ek=mgh-0.8mgh=0.2mgh.故C正确;
D、整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为0.2mgh,所以人和滑车克服摩擦力做功为0.2mgh.故D错误.
故选:BC

点评 该题考查牛顿第二定律和功能关系,运用牛顿第二定律和运动学公式结合研究时,加速度是关键量,是必求的量.

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