Question

将三个木板1、2、3固定在墙角,木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形,如图所示,其中1与2底边相同,2和3高度相同。现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放,并沿斜面下滑到底端,物块与木板之间的动摩擦因数μ均相同。在这三个过程中,下列说法正确的是(　　)

A. 沿着2和3下滑到底端时,物块的速度大小相等

B. 沿着1下滑到底端时,物块的速度最大

C. 物块沿着3下滑到底端的过程中,克服摩擦力做功是最多的

D. 物块沿着1和2下滑到底端的过程中, 克服摩擦力做功是一样多的

Answer

BCD

【解析】对物块从高为h的斜面上由静止滑到底端时，根据动能定理有：mgh-Wf=mv2①，其中Wf为物块克服摩擦力做的功，因滑动摩擦力为：f=μN=μmgcosθ，所以物块克服摩擦力做的功为：
Wf=fL=μmgcosθ×L=μmgLcosθ=μmgL底②，由图可知，Lcosθ为斜面底边长，可见，物体从斜面顶端下滑到底端时，克服摩擦力做功与斜面底端长度L底成正比．因沿着1和2下滑到底端时，物体克服摩擦力做功相同，沿着1重力做功大于沿2重力做功，根据①式得知，沿着1下滑到底端时物块的速度大于沿2下滑到底端时速度；沿着2和3下滑到底端时，重力做功相同，而沿2物体克服摩擦力做功小于沿3克服摩擦力做功，则由①式得知，沿着2下滑到底端时物块的速度大于沿3下滑到底端时速度；所以沿着1下滑到底端时，物块的速率最大，而沿着3下滑到底端时，物块的速率最小．故A错误．B正确；由②式可知，沿3时克服摩擦力做的功最多，故C正确．同理，根据②式分析知，物块沿1和2下滑到底端的过程中，克服摩擦力做功一样多，故D正确．故选BCD．

点睛：通过本题求克服摩擦力做功可推得一个重要的结论：物体从斜面下滑到底端的过程中，克服摩擦力做的功与沿水平面滑动与斜面底端相同距离时克服摩擦力做的功相同．