EJU 2013 年第 1 回 物理 第 4 题

考点
功与动能、摩擦力
领域
力学
难度
简单
标准答案
⑥

解析摘要

标准解析

用全程能量变化连接两段斜面

研究对象取小物体,从静止的 P 点到再次静止的 Q 点考察全过程。物体虽然经过了摩擦性质不同的两段斜面,但重力在全程做功,动摩擦力只在 A 到 Q 段做功。由于初、末速度都为零,总动能变化为零。

  1. 分别计算重力功与摩擦功

    物体沿斜面总共下滑 d1+d2d_1+d_2,重力沿斜面的分量为 mgsin⁡θmg\sin\theta,故重力做功为

    Wg=mg(d1+d2)sin⁡θW_g=mg(d_1+d_2)\sin\theta

    。

    P 到 A 段无摩擦。A 到 Q 段长为 d2d_2,支持力为 N=mgcos⁡θN=mg\cos\theta,动摩擦力大小为 f=μ′mgcos⁡θf=\mu' mg\cos\theta,方向与运动相反,因此其功为

    Wf=−μ′mgd2cos⁡θW_f=-\mu' mg d_2\cos\theta

    。

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