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(2013•济南三模)如图所示,固定坡道倾角为θ,顶端距光滑水平面的高度为h,一可视为质点的小物块质量为m,从坡道顶端由静止滑下,经过底端O点进入水平面时无机械能损失,为使小物
题目详情
(2013•济南三模)如图所示,固定坡道倾角为θ,顶端距光滑水平面的高度为h,一可视为质点的小物块质量为m,从坡道顶端由静止滑下,经过底端O点进入水平面时无机械能损失,为使小物块制动将轻弹簧的一端固定在水平面左侧M处的竖直墙上,弹簧自由伸长时右侧一端恰好位于O点.已知小物块与坡道间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.小物块在倾斜轨道上运动时,下滑的加速度比上滑的加速度小
B.当小物块压缩弹簧到最短时,物块的重力势能完全转化为弹簧的弹性势能
C.小物块返回倾斜轨道时所能达到的最大高度为
h
D.小物块在往返运动的整个过程中损失的机械能为mgh
A.小物块在倾斜轨道上运动时,下滑的加速度比上滑的加速度小
B.当小物块压缩弹簧到最短时,物块的重力势能完全转化为弹簧的弹性势能
C.小物块返回倾斜轨道时所能达到的最大高度为
1−μcotθ |
1+μcotθ |
D.小物块在往返运动的整个过程中损失的机械能为mgh
▼优质解答
答案和解析
A、根据牛顿第二定律,小物块下滑时:a=
=gsinθ-μgcosθ
小物块上滑时,a′=
=gsinθ+μgcosθ
可见,a<a′,故A正确;
B、根据能量的转化与守恒,当小物块压缩弹簧到最短时,物块的重力势能一部分转化为弹簧的弹性势能,一部分转化为内能,故B错误;
C、设物体A能够上升得最大高度h1,
物体被弹回过程中由动能定理得
-mgh1-μmgcosθ•
=0-
mv2
解得:h1=
,故C正确;
D、小物块最终将静止在斜面低端O点,与初状态相比,损失的机械能为mgh,故D正确;
故选:ACD.
mgsinθ−μmgcosθ |
m |
小物块上滑时,a′=
mgsinθ+μmgcosθ |
m |
可见,a<a′,故A正确;
B、根据能量的转化与守恒,当小物块压缩弹簧到最短时,物块的重力势能一部分转化为弹簧的弹性势能,一部分转化为内能,故B错误;
C、设物体A能够上升得最大高度h1,
物体被弹回过程中由动能定理得
-mgh1-μmgcosθ•
h1 |
sinθ |
1 |
2 |
解得:h1=
(1−μcotθ)h |
1+μcotθ |
D、小物块最终将静止在斜面低端O点,与初状态相比,损失的机械能为mgh,故D正确;
故选:ACD.
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