Question

5．一質(zhì)量為m的小球以初動能E_K0沖上傾角為θ的粗糙斜面，圖中兩條圖線分別表示小球在上升過程中動能、重力勢能中的某一個與其上升高度之間的關(guān)系（以斜面底端為零勢能面，h₀表示上升的最大高度，圖中坐標數(shù)據(jù)中的k為常數(shù)且滿足0＜k＜1），則由圖可知，下列結(jié)論正確的是（　　）

• A． 上升過程中摩擦力大小f=k mgcosθ
• B． 上升過程中摩擦力大小f=k mgsinθ
• C． 上升高度h=$\frac{k+1}{k+2}{h_0}$時，小球重力勢能和動能相等
• D． 上升高度h=$\frac{k+1}{k+2}{h_0}$sinθ時，小球重力勢能和動能相等

Answer 1

分析 本題要分析動能、重力勢能的變化規(guī)律以及與高度的關(guān)系，抓�。�
（1）動能大小的影響因素：E_K=$\frac{1}{2}$mv²，質(zhì)量、速度．質(zhì)量越大，速度越大，動能越大．
（2）重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量、被舉得高度．質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大．
（3）機械能=動能+勢能．物體沒有發(fā)生彈性形變時，不考慮彈性勢能．
（4）機械能的減少量數(shù)值上等于摩擦力的負功．

解答 解：A、①為重力勢能的變化曲線，②為動能的變化曲線，上升過程中機械能的減少量數(shù)值上等于摩擦力的負功，h₀表示上升的最大高度，故斜面長度為s=$\frac{{h}_{0}}{sinθ}$，由fs=E_K0-$\frac{{E}_{K0}}{k+1}$，故f=$\frac{k{E}_{K0}sinθ}{（1+k）{h}_{0}}$，而由圖象知：mgh₀=$\frac{{E}_{K0}}{k+1}$，聯(lián)立解得：f=kmgsinθ，故A錯誤，B正確．
C、當(dāng)上升高度h=$\frac{1+k}{2+k}$h₀時，重力勢能為mgh=$\frac{1+k}{2+k}$mgh₀，由動能定理結(jié)合B選項分析得，此時動能為E_K′=E_K0-f$\frac{h}{sinθ}$-mgh=$\frac{1+k}{2+k}$mgh₀，故此時小球重力勢能和動能相等，故C正確，D錯誤．
故選：BC．

點評 掌握動能和重力勢能大小的影響因素，根據(jù)圖象能確定動能和勢能的大�。�根據(jù)“E=E_K+E_P”計算機械能的大�。�根據(jù)動能定理分過程求解動能．