题目
A-|||-()-|||-C D如图所示,ACD是一条长轨道,其中AC段是倾角为θ的斜面,CD段是水平的.一个质量为m的小滑块由A点静止释放沿轨道滑下,最后停在D点,现用一平行轨道的力推滑块,使它缓慢地由D点到A点时停下,则推力对滑块所做的功为( ).A. W=2mghB. W=(1)/(2)mghC. W=3mghD. W=(2)/(3)mgh
如图所示,ACD是一条长轨道,其中AC段是倾角为θ的斜面,CD段是水平的.一个质量为m的小滑块由A点静止释放沿轨道滑下,最后停在D点,现用一平行轨道的力推滑块,使它缓慢地由D点到A点时停下,则推力对滑块所做的功为( ).- A. W=2mgh
- B. W=$\frac{1}{2}$mgh
- C. W=3mgh
- D. W=$\frac{2}{3}$mgh
题目解答
答案
A. W=2mgh
解析
步骤 1:分析滑块从A点到D点的运动
滑块从A点静止释放,沿轨道滑下,最后停在D点。在这个过程中,滑块的重力势能转化为动能,然后动能又转化为克服摩擦力所做的功。设滑块从A点到D点克服摩擦力所做的功为W_AD,则根据动能定理,有:
mgh - W_AD = 0
即:W_AD = mgh
步骤 2:分析滑块从D点到A点的运动
滑块从D点被推回A点,假设推力为F,滑块缓慢移动,说明动能变化量为零。设滑块从D点到A点克服摩擦力所做的功为W_DA,则根据动能定理,有:
W_F - mgh - W_DA = 0
步骤 3:计算推力所做的功
由于滑块从A点到D点和从D点到A点过程中,摩擦力做功的大小相等,即W_AD = W_DA。因此,可以将W_DA替换为W_AD,即:
W_F - mgh - W_AD = 0
将W_AD = mgh代入上式,得到:
W_F - mgh - mgh = 0
即:W_F = 2mgh
滑块从A点静止释放,沿轨道滑下,最后停在D点。在这个过程中,滑块的重力势能转化为动能,然后动能又转化为克服摩擦力所做的功。设滑块从A点到D点克服摩擦力所做的功为W_AD,则根据动能定理,有:
mgh - W_AD = 0
即:W_AD = mgh
步骤 2:分析滑块从D点到A点的运动
滑块从D点被推回A点,假设推力为F,滑块缓慢移动,说明动能变化量为零。设滑块从D点到A点克服摩擦力所做的功为W_DA,则根据动能定理,有:
W_F - mgh - W_DA = 0
步骤 3:计算推力所做的功
由于滑块从A点到D点和从D点到A点过程中,摩擦力做功的大小相等,即W_AD = W_DA。因此,可以将W_DA替换为W_AD,即:
W_F - mgh - W_AD = 0
将W_AD = mgh代入上式,得到:
W_F - mgh - mgh = 0
即:W_F = 2mgh