n个相同的木块,每块的质量都是m,放置在倾角为θ的斜面上,相邻两木块间的距离为l,最下端的木块距离斜面底端也是l,木块与斜面间的动摩擦因数为μ,如图所示.在开始时刻,第一个木

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◎ 题目

n个相同的木块,每块的质量都是m,放置在倾角为θ的斜面上,相邻两木块间的距离为l,最下端的木块距离斜面底端也是l,木块与斜面间的动摩擦因数为μ,如图所示.在开始时刻,第一个木块以初速度v0沿斜面下滑,其余所有木块都静止.由于第一个木块的下滑将依次引起一系列的碰撞,在每次碰撞后,发生碰撞的木块都黏在一起运动,直到最后第n个木块到达斜面底端时,刚好停在底端.求:

(1)第一次碰撞前第一个木块的动能E1;
(2)在整个过程中由于碰撞而损失的总机械能ΔE.

◎ 答案

(1)E1=mv02+mglsinθ-μmglcosθ
(2)ΔE=mv02+mgln(n+1)(sinθ-μcosθ)

◎ 解析

(1)斜面上物体受力如图.由动能定理得第一次碰前第一个木块的动能为
E1=mv02+mglsinθ-μmglcosθ.
(2)在整个过程中第n个木块运动l.第n-1 个木块运动2l……第一个木块运动nl,所以整个过程合外力做功
W=(mgsinθ-μmgcosθ)(1+2+……+n)l
=l(mgsinθ-μmgcosθ)
由能量守恒得各次碰撞损失的总机械能为
ΔE=W+mv02=mv02+mgln(n+1)(sinθ-μcosθ)  

◎ 知识点

    专家分析,试题“n个相同的木块,每块的质量都是m,放置在倾角为θ的斜面上,相邻两木块间的距离为l,最下端的木块距离斜面底端也是l,木块与斜面间的动摩擦因数为μ,如图所示.在开始时刻,第一个木…”主要考查了你对  【功能关系】  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。

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