问题
选择题
图中ABCD是一条长轨道,其中AB段是倾角为θ的斜面,CD段是水平的,BC是与AB和CD都相切的一小段圆弧,其长度可以略去不计.一质量为m的小滑块在A点从静止状态释放沿轨道滑下,最后停在D点.A点和D点的位置如图所示.现用始终沿着轨道方向的力推滑块,使它缓慢地由D点推回到A点时停下.设滑块与轨道间的摩擦系数为μ,则推力对滑块做的功等于
A.
B.
C.
D.
答案
答案:B
分析:小滑块由A→D的过程重力和摩擦力做功,根据动能定理可求出摩擦力做功和重力做功的关系;从D←A的过程,摩擦力做功和从A→D的过程一样多,又缓缓地推,说明该过程始终处于平衡状态,动能的变化量为零,利用动能定理即可求出推力对滑块做的功.
解答:解:物体由A点下落至D点,设克服摩擦力做功为WAD,由动能定理:mgh-WAD=0,
即 WAD=mgh ①
由于缓缓推,说明动能变化量为零,设克服摩擦力做功为WDA,由动能定理
当物体从D点被推回A点,WF-mgh-WDA=0 ②
根据W=FLcosα可得:
由A点下落至D,摩擦力做得功为WAD=-μmgcosθ×-μmgs ③
从D←A的过程摩擦力做功为,WDA=-μmgcosθ×-μmgs ④
③④联立得:WAD=WDA ⑤
①②③联立得:WF=2mgh 故ACD错误B正确,
故选B.