Question

4．我們做過如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)，讓小球沿軌道由靜止從A處運(yùn)動(dòng)，有時(shí)剛好到達(dá)D處，這是在動(dòng)能與勢能的相互轉(zhuǎn)化中，由于摩擦等阻力的作用，使得小球在D處的機(jī)械能小于在A處的機(jī)械能（選填“大于”、“等于”或“小于”）；類似在圖乙中，物體在離地面高為h=0.5m的A點(diǎn)沿光滑弧形面自靜止開始下滑，并進(jìn)入水平軌道BC，BC段是粗糙的水平面，質(zhì)量m=2kg的物體經(jīng)B點(diǎn)進(jìn)入粗糙水平面，受到的阻力是物重的0.2倍．取g=10N/kg．求：物體在水平軌道上滑行的最大距離．

Answer 1

分析 （1）小球在運(yùn)動(dòng)的過程中因空氣阻力和摩擦力，有能量的損耗，機(jī)械能減小．
（2）物體沿光滑弧形面自靜止開始下滑，沒有能量損失，在A點(diǎn)到B點(diǎn)重力做功的大小等于物體具有的動(dòng)能大��；通過摩擦力做功求出在BC面上滑行的最大距離．

解答 解：（1）由于摩擦等阻力的作用，小球從A處滾動(dòng)到D處的過程中，克服摩擦做功，一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化內(nèi)能，機(jī)械能減小，所以小球在D處的機(jī)械能小于在A處的機(jī)械能；
（2）物體的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N，
物體從A點(diǎn)到B點(diǎn)重力所做的功：W=Gh=20N×0.5m=10J，
物體在B點(diǎn)時(shí)具有的動(dòng)能等于重力做功，即動(dòng)能為10J；
摩擦阻力f=0.2×G=0.2×20N=4N，
由W=fs得，物體移動(dòng)的最大距離為s=$\frac{{W}_{f}}{f}$=$\frac{10J}{4N}$=2.5m．
故答案為：小于；2.5m．

點(diǎn)評(píng) 該題考查了能量的轉(zhuǎn)化和能量的守恒、重力公式和功的計(jì)算公式的應(yīng)用；明確功和能量的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系是解題的關(guān)鍵，動(dòng)能定理對(duì)初中生來說理解有一定難度．