Question

如圖所示，一質量為m的物體，從傾角為θ，高度為h的斜面頂端A點無初速度地滑下，到達B點后速度變為v，然后又在水平地面上滑行x位移后停在C處．求：
（1）物體從A點滑到B點的過程中摩擦力做的功？
（2）物體與水平地面間的動摩擦因數？
（3）如果把物體從C點拉回到原出發點A，拉力至少要做多少功？
（4）物體沿斜面下滑過程中，如果在B點放一擋板，且物體與之碰撞時無能量損失，以原速率返回，求最終物體停留在什么地方？物體在斜面上通過的路程是多少？

Answer 1

【答案】分析：要明確物體的運動過程，根據題意選取某一過程運用動能定理研究，解決問題．應用動能定理時要按步驟解題．
解答：解：（1）選取A→B過程，運用動能定理得出：
W_G+W_f1=mv_B²-mv_A²
W_f1=mv²-mgh．
（2）選取B→C過程，運用動能定理得出：
W_f2=mv_C²-mv_B²=0-mv²=-μmgx
_μ=．
（3）選取C→A過程，物體在A→C過程和C→A過程中摩擦力做功相等．
運用動能定理得出：
W_F+W_f2+W_f1+W_G′=W_F+mv²-mgh+（-mv²）-mgh=0-0
W_F=2mgh
（4）由于能從斜面頂端A點無初速度地滑下，所以物體最終停在B點．
B點放一擋板，且物體與之碰撞時無能量損失，根據能量守恒，物體在B點的動能最終通過摩擦力做功全部轉化成內能．
所以得出：fs=mv²------①（s為物體碰到B后通過的路程）
W_f1=mv²-mgh=-f------②
由①②得：s=
物體在斜面上通過的路程s′=s+=
答：（1）物體從A點滑到B點的過程中摩擦力做功為：mv²-mgh．
（2）物體與水平地面間的動摩擦因數為．
（3）拉力至少要做功為：2mgh．
（4）所以物體最終停在B點，物體在斜面上通過的路程是．

點評：運用動能定理時要注意兩點：1、要選好研究過程，2、在這一過程中要對物體進行受力分析，找全做功的力并準確求解總功．