如图所示,AB与CD为两个对称斜面,其上部都足够长,下部分分别与一个光滑的圆弧面的两端相切,圆弧圆心角为1200,半径R=2.0m,一个物体在离弧底E高度为h=3.0m处,以初速度V0=4m/s沿斜面运动,若物体与两斜面的动摩擦因数均为μ=0.02,则物体在两斜面上(不包括圆弧部分)一共能走多少路程?(g=10m/s2).
问题描述:
如图所示,AB与CD为两个对称斜面,其上部都足够长,下部分分别与一个光滑的圆弧面的两端相切,圆弧圆心角为1200,半径R=2.0m,一个物体在离弧底E高度为h=3.0m处,以初速度V0=4m/s沿斜面运动,若物体与两斜面的动摩擦因数均为μ=0.02,则物体在两斜面上(不包括圆弧部分)一共能走多少路程?(g=10m/s2).
答
根据题意可知,由于斜面有摩擦圆弧光滑,所以物体经过多次上下运动最终将在B、C之间往复运动,
由能量守恒定律得:mg(h-Rsin30)+
m1 2
=μmgscos60°,
v
2
0
解得s=280m.
故物体在两斜面上一共能走280m.
答案解析:本题的关键分析物体运动过程,由于能量损失,物体最终在B、C之间往复运动,根据能量守恒定律物体减少的机械能等于系统产生的内能,列出表达式即可求解.
考试点:动能定理.
知识点:本题属于往复多过程问题,由于机械能损失,物体最终在B、C之间做往复运动,根据能量守恒定律即可求解,应熟记系统产生的内能(摩擦生热)公式为Q=
,其中f是滑动摩擦力大小,
fs
相对
是物体发生的相对位移大小.
s
相对