问题
多选题
滑块以速率v1靠惯性沿固定斜面由底端向上运动,当它回到出发点时速率为v2,且v2<v1,若滑块向上运动的位移中点为A,取斜面底端重力势能为零,则( )
A.上升时机械能减小,下降时机械增大
B.上升时机械能减小,下降时机械能也减小
C.上升过程中动能和势能相等的位置在A点上方
D.上升过程中动能和势能相等的位置在A点下方
答案
由v2<v1可知,斜面与滑块间有摩擦,滑块无论上升还是下降时,都有机械能损失,故A错误,B正确;
为判断C、D的情况,可先求出斜面中点A的动能EK1和势能EPA情况,滑块初始机械能E1=
mv12 ①,1 2
滑块在斜面中点A的速度VA=
=
+0V 21 2
V1,在A点的机械能EA=2 2
mvA2+EPA②.联立①②式得:1 2
EA=
mv12 +EPA=1 4
E1+EPA; 而因斜面与滑块间有摩擦,知E1>EA,所以EKA>EPA,故动能和势能相等的位置应出现在A点之上,故C正确;1 2
故选BC.