如图所示,长直杆CPD与水平面成45°,由不同材料拼接面成,P为两材料分界点,DP>CP.一个圆环套在长直杆上,让圆环无初速从顶端滑到底端(如左图);再将长直杆两端对调放置,让圆环无初速从顶端滑到底端(如右图),两种情况下圆环从开始运动到经过P点的时间相同.下列说法中正确的是( )
A.圆环与直杆CP段的动摩擦因数小于圆环与直杆DP段之间的动摩擦因数
B.两次滑动中圆环到达底端速度大小相等
C.两次滑动中圆环到达底端所用时间相等
D.两次滑动到达底端的过程中圆环与直杆摩擦产生的热量相等
A、第一种情况:从C到P过程,
=. CP
a1t2=1 2
g(sin45°-μ1cos45°)t21 2
第二种情况:从D到P过程,
=. DP
a2t2=1 2
g(sin45°-μcos45°)t21 2
∵
<. CP . DP
∴μ1>μ2,即圆环与直杆CP段的动摩擦因数大于圆环与直杆DP段之间的动摩擦因数,故A错误;
B、从C到D和从D到C过程中摩擦力做功相等,重力做功相等,根据动能定理可知,两次滑动中物块到达底端速度相等,故B正确.
C、由题意可知,小物块两次滑动经过P点的时间相同,且DP>CP,因此从D到P的平均速度大于从C到P的平均速度,设从C到P点时速度为v1,从D到P时速度为v2,则根据匀变速直线运动特点有:
>v2 2
,即从D到P点速度大于从C到P点的速度,则得v1<v2.v1 2
设圆环滑到底端的速度大小为v.则
第一种情况:从P到D过程,
=. PD
t1v1+v 2
第二种情况:从P到C过程,
=. PC
t2v2+v 2
∵
>. PD
,v1<v2.. PC
∴t1>t2.则得第一次圆环到达底端所用时间长.故C错误.
D、两次滑下的过程中摩擦力做功相同,物块机械能的损失相等,摩擦产生的热量相等.故D正确.
故选BD.