题目
A-|||-θ-|||-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做功。设滑块从A点到D点克服摩擦力做功为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,推力对滑块做功,设推力对滑块所做的功为W_F,摩擦力对滑块做功为W_DA。由于滑块缓慢地由D点到A点时停下,动能变化量为零,根据动能定理有:
W_F-mgh-W_DA=0
步骤 3:计算推力对滑块所做的功
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=mgh。因此,推力对滑块所做的功为:
W_F=mgh+W_DA=mgh+mgh=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做功。设滑块从A点到D点克服摩擦力做功为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,推力对滑块做功,设推力对滑块所做的功为W_F,摩擦力对滑块做功为W_DA。由于滑块缓慢地由D点到A点时停下,动能变化量为零,根据动能定理有:
W_F-mgh-W_DA=0
步骤 3:计算推力对滑块所做的功
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=mgh。因此,推力对滑块所做的功为:
W_F=mgh+W_DA=mgh+mgh=2mgh