Question

【題目】如圖所示，質量m=2kg的小滑塊，從弧形軌道的底端A點，以Ek=16J的初動能沿軌道向上滑行，到達最大高度后沿原路返回，最后停在水平面上的P點，設弧形軌道光滑且足夠長．（取g=10m/s2）求：

（1）小滑塊能到達的最大高度h是多大？
（2）小滑塊返回A點時的速度V大小是多少？
（3）若水平面的動摩擦因數μ=0.2，則P點離出發點A的距離S為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：滑塊上滑過程，機械能守恒，

由機械能守恒定律得：Ek= mv2=mgh，

解得：h=0.8m；

答：小滑塊能到達的最大高度h是0.8m．

（2）滑塊的動能：Ek= mv2，解得：v=4m/s；

答：小滑塊返回A點時的速度V大小是4m/s．

（3）在整個過程中，由動能定理得：

﹣μmgs=0﹣Ek，解得：s=4m；

答：若水平面的動摩擦因數μ=0.2，則P點離出發點A的距離s為4m．

【解析】本題考查了動能定理的應用，可以利用動能定理求滑塊上升的高度，利用動能的表達式求滑塊速度、滑塊滑行距離等問題，學生如果能夠分析清楚滑塊運動過程、應用動能的計算公式、動能定理即可解題．
【考點精析】通過靈活運用動能定理的綜合應用，掌握應用動能定理只考慮初、末狀態，沒有守恒條件的限制，也不受力的性質和物理過程的變化的影響.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用時間的動力學問題，都可以用動能定理分析和解答，而且一般都比用牛頓運動定律和機械能守恒定律簡捷即可以解答此題．