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儿童滑梯可以看成是由斜槽 AB 和水平槽 CD 组成,中间用很短的光滑圆弧槽 B...

儿童滑梯可以看成是由斜槽 AB 和水平槽 CD 组成,中间用很短的光滑圆弧槽 BC 连接,如图 10 所示.质量为 m 的儿童从斜槽的顶点 A 由静止开始沿斜槽 AB 滑下,再进入水平槽 CD,最后停在水平槽上的 E 点,由 A 到 E 的水平距离设为 L.假设儿童可以看作质点,已知儿童的质量为 m,他与斜槽和水平槽间的动摩擦因数都为μ,A 点与水平槽 CD 的高度差为 h.

(1)求儿童从A点滑到E点的过程中,重力做的功和克服摩擦力做的功.

(2)试分析说明,儿童沿滑梯滑下通过的水平距离 L 与斜槽AB跟水平面的夹角无关.

 

(1)mgh ; ;(2)见解析 【解析】试题分析:(1)重力做功由求出;对AE过程由动能定理可求得摩擦力所做的功;(2)分析儿童在两个过程中的受力及运动情况,由动能定理可分析水平位移与夹角的关系. (1)儿童从A点滑到E点的过程中,重力做功 儿童由静止开始下滑最后停在E点,在整个过程中克服摩擦力做功,由动能定理得,则克服摩擦力做功; (2)设斜槽AB与水平面的夹角为,儿童在斜槽上受重力、支持力和滑动摩擦力,,儿童在水平槽上受重力、支持力和滑动摩擦力,, 儿童从A点由静止滑下,最后停在E点,由动能定理得 解得,故它与角无关.  
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