问题
选择题
有一个斜面,其底边固定且水平,斜面倾角在0~90°内变化,一质量为1kg的物体以初速度v0自斜面底端沿斜面上滑,滑到最高点时的位移随θ角变化的规律如图所示,则在θ=60°时,物体上滑的位移x和此过程中摩擦力所做的功W分别为( )
(1)x=5m(2)x=5
m3
(3)W=25J(4)W=25
J.3 3
A.(2)(3)
B.(1)(4)
C.(2)(4)
D.(3)(4)
答案
当θ=90°时,物体上升的高度为10m,根据v02=2gh,解得v0=
=2gh
m/s=102×10×10
m/s.2
当θ=0°时,物体滑行的距离为10
m,根据动能定理得,-μmgS=0-3
mv02,解得μ=1 2
.3 3
在θ=60°时,设上滑的最大位移为x,根据动能定理得,-mgxsin60°-μmgcos60°x=0-
mv021 2
解得x=5
m,则克服摩擦力做功为W=μmgcos60°x=25J.故A正确,B、C、D错误.3
故选A.