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如图,一物块以150J的初动能从斜面底端A沿斜面向上滑动,到B时动能减少90J,...

如图,一物块以150J的初动能从斜面底端A沿斜面向上滑动,到B时动能减少90J,机械能减少30J.
求:(1)第一次到达最高点时的重力势能为多少?(取斜面底端为零势点)
(2)若回到A时和挡板相碰无能量损失,物块运动过程中通过的总路程为多少?(设物块质量为1kg,斜面倾角为30°,g=10m/s2

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(1)克服摩擦力做功与克服重力做功的比值一定,根据动能定理 WfB+WGB=△Ek,求出克服重力做功以及克服摩擦力做功,从而得出它们的比值,再对从A上升到最高点运用动能定理,根据克服摩擦力做功和克服重力做功的比值求出克服重力做功的大小,从而得出最高点的重力势能. (2)根据克服重力做功和克服摩擦力做功的比值求出动摩擦因数,物体最终会停在挡板处,对全过程运用动能定理,求出物体运动的总路程. 【解析】 (1)设斜面倾角为θ,物体上滑s的位移, 摩擦力做功为Wf=-μmgscosθ=-μmgL(L为s在水平方向上的投影) 重力势能增加Ep=mgh 则,当斜面倾角不变时,摩擦力做的功与重力势能增量的比值一定. 设从A点到最高点,摩擦力做功为Wf,在最高点重力势能为Ep 物体从A到B由动能定理得  WfB+WGB=△Ek WfB=△E机 由题意得△Ek=-90J,△E机=-30J,联立得EpB=60J 则有 从A点到最高点由动能定理,有|Wf|+Ep=150,联立解得Ep=100J (2)由(1)知,则 因为mgsin30°>μmgcos30°,因此物体最终会停在挡板处,设总路程为S总,则由动能定理,得 -μmgS总cos30°=0-Ek0,     解得S总=60m   答:(1)第一次到达最高点时的重力势能为100J. (2)若回到A时和挡板相碰无能量损失,物块运动过程中通过的总路程为60m.
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考点分析:
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(1)入射速度v
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(2)在验证机械能守恒定律实验时:
①关于本实验的叙述中,正确的有______
A、打点计时器安装时要使两限孔位于同一竖直线上并安装稳定,以减少纸带下落过程中的阻力
B、需用天平测出重锤的质量
C、打点计时器用四节干电池串联而成的电池组作为电源
D、用手托着重锤,先闭合打点计时器的电源开关,然后释放重锤
E、打出的纸带中,只要点迹清晰,就可以运用公式manfen5.com 满分网,来验证机械能是否守恒
F、验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面
②验证机械能是否守恒时,实验中计算某一点的速度,甲同学用v=gt来计算,乙同学用manfen5.com 满分网来计算.其中______同学的计算方法更符合实验要求.重力加速度g的数值,甲同学用9.8m/s2代入,乙同学用通过对纸带分析计算出重锤下落的实际加速度代入,丙同学用当地的实际重力加速度代入,其中______同学的做法是正确的.
③甲同学实验计算结果时发现重物重力势能的减少量△Ep略大于动能的增加量△Ek,乙同学发现△Ep<△Ek,实验过程中肯定存在错误的是______同学.
本实验中引起误差的主要原因是______
④在一次实验中,重物自由下落时纸带上打出一系列的点,如图2所示,纸带中相邻两计数点间的时间间隔为0.04秒,那么重物下落过程中的实际加速度a=______ m/s2.(结果保留三位有效数字)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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