Question

3．如圖甲所示，物體以一定的初速度從傾角為α=37°的斜面底端沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，上升的最大高度為3.0m，選擇地面為參考平面，上升過(guò)程中，物體的機(jī)械能E機(jī)隨高度h的變化如圖所示．g=10m/s²，sin37°=0.60，cos37°=0.80．則（　�。�

• A． 物體的質(zhì)量m=2kg
• B． 物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.40
• C． 物體上升過(guò)程的加速度大小a=10m/s²
• D． 物體回到斜面底端時(shí)的動(dòng)能E_k=10J

Answer 1

分析 當(dāng)物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為零，機(jī)械能等于物體的重力勢(shì)能，由重力勢(shì)能計(jì)算公式可以求出物體質(zhì)量；在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械能的變化量等于摩擦力做的功，由圖象求出摩擦力的功，由功計(jì)算公式求出動(dòng)摩擦因數(shù)；由牛頓第二定律求出物體上升過(guò)程的加速度；由動(dòng)能定理求出物體回到斜面底端時(shí)的動(dòng)能．

解答 解：A、物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，機(jī)械能E=E_P=mgh，m=$\frac{E}{gh}$=$\frac{30}{10×3}$=1kg，故A錯(cuò)誤；
B、物體上升過(guò)程中，克服摩擦力做功，機(jī)械能減少，減少的機(jī)械能等于克服摩擦力的功，△E=-μmgcosα$\frac{h}{sinα}$，即30-50=-μ×1×10cos37°×$\frac{3}{sin37°}$，得μ=0.5，故B錯(cuò)誤；
C、物體上升過(guò)程中，由牛頓第二定律得：mgsinα+μmgcosα=ma，解得a=10m/s²，故C錯(cuò)誤；
D、由圖象可知，物體上升過(guò)程中摩擦力做功：W_f=30-50=-20J，在整個(gè)過(guò)程中由動(dòng)能定理得：E_k-E_k0=2W_f，則：E_k=E_k0+2W_f=50+2×（-20）=10J，故D正確；
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查功能關(guān)系的綜合運(yùn)用，要知道重力做功不改變物體的機(jī)械能，摩擦力做功使物體機(jī)械能減少，由圖象求出物體初末狀態(tài)的機(jī)械能，應(yīng)用重力勢(shì)能的計(jì)算公式、動(dòng)能定理即可正確解題．