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机械能守恒定律
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如图所示,一个滑雪运动员从左侧斜坡距离坡底8m处自由滑下,当下滑到距离坡底s1处时,动能和势能相等(以坡底为参考平面);到坡底后运动员又靠惯性冲上斜坡(不计经过坡底时的
网友投稿 2022-11-10 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示,一个滑雪运动员从左侧斜坡距离坡底8m处自由滑下,当下滑到距离坡底s1处时,动能和势能相等(以坡底为参考平面);到坡底后运动员又靠惯性冲上斜坡(不计经过坡底时的机械能损失),当上滑到距离坡底s2处时,运动员的动能和势能又相等,上滑的最大距离为4m.关于这个过程,下列说法中正确的是( )
A.摩擦力对运动员所做的功等于运动员动能的变化
B.重力和摩擦力对运动员所做的总功等于运动员动能的变化
C.s
1
<4m,s
2
>2m
D.s
1
>4m,s
2
<2m
◎ 答案
BC
◎ 解析
试题分析:根据动能定理合力对对运动员所做的功等于运动员动能的变化.
假设初始重力势能为mgh,那么在距坡底有4m时,重力势能为0.5mgh,但动能小于0.5mgh(因为有摩擦),所以继续下滑,才会出现动能和重力势能相等的时刻,故s
1
<4m,依次求出s
2
解:A、根据动能定理合力对对运动员所做的功等于运动员动能的变化.
这个过程,只有重力和摩擦力对运动员做功,故A错误,B正确.
C、滑雪运动员从左侧斜坡距离坡底8m处自由滑下,当滑到距离坡底4m的时候
此时高度也下落了一半,即:重力势能减少了一半(0.5E
p
),还剩下一半(0.5E
p
)
由于克服摩擦力做功消耗机械能,所以此时,动能小于重力势能,要再往下滑,才会出现动能等于重力势能的时候.因此,下滑时,当动能等于势能的时候,运动员距离坡底距离小于4m.
到坡底后运动员又靠惯性冲上斜坡,当刚好滑行到距离坡底2m处的时候
此时上升了最大高度的一半,动能也损失了一半0.5E
k
(到达最大高度时,剩下的一半也耗尽.)
由于克服摩擦力做功消耗机械能,此时运动员的动能大于重力势能,需要继续往上滑行,才会出现动能等于重力势能的时候.因此,上滑时,动能等于重力势能的时候,运动员距离坡底距离大于2m.故C正确,D错误.
故选BC.
点评:下到坡底的过程中重力势能转化为动能及摩擦力做功产生的热量,上坡中动能转化为重力势能及摩擦力做功产生的热量.抓住能量是守恒的思路解决问题.
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,一个滑雪运动员从左侧斜坡距离坡底8m处自由滑下,当下滑到距离坡底s1处时,动能和势能相等(以坡底为参考平面);到坡底后运动员又靠惯性冲上斜坡(不计经过坡底时的…”主要考查了你对 【机械能守恒定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/370721.html
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