(2011?桂林一模)如圖所示,一輕繩吊著粗細均勻的棒,棒下端離地面高H,上端套著一個細環(huán),棒和環(huán)的質(zhì)量均為m,相互間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,大小為kmg(k>1).斷開輕繩,棒和環(huán)自由下落,假設(shè)棒足夠長,與地面發(fā)生碰撞時,觸地時間極短,無動能損失,棒在整個運動過程中始終保持豎直,空氣阻力不計,則( 。
分析:棒第一次與地面碰撞后,速度方向變?yōu)橄蛏,環(huán)的速度方向向下,二者存在相對運動,相互間存在滑動摩擦力:棒受重力、向下的滑動摩擦力,合力方向向下;環(huán)受重力、向上的滑動摩擦力,合力方向向上.所以二者都做勻減速,當棒再次下落時,由于棒的速度小于環(huán)的下落速度,所以環(huán)的受力情況與之前相同,仍向下做勻減速運動.整個過程中能量的損失都是由于摩擦力對物體做的功,根據(jù)能量的守恒可以較簡單的求得摩擦力對環(huán)及棒做的總功即求得能量損失.
解答:解:A、棒第一次與地面碰撞后,速度方向變?yōu)橄蛏,環(huán)的速度方向向下,二者存在相對運動,相互間存在滑動摩擦力:棒受重力、向下的滑動摩擦力,合力方向向下;環(huán)受重力、向上的滑動摩擦力,合力方向向上.所以二者都做勻減速,故A正確;
B、當棒再次下落時,由于棒的速度小于環(huán)的下落速度,所以環(huán)的受力情況與之前相同,仍向下做勻減速運動.所以整個運動過程環(huán)都向下在做勻減速運動,故B正確C錯誤;
D、設(shè)環(huán)相對棒滑動距離為ll=
2H
K-1

根據(jù)能量守恒  mgH+mg(H+l)=kmgl    
  解得l=
2H
K-1

摩擦力對棒及環(huán)做的總功為:W=-kmgl    ②
①②聯(lián)立解得:W=-
2KmgH
K-1
故D正確;
故選ABD.
點評:本題考查力與運動的關(guān)系,只要能正確受力分析,結(jié)合當速度與加速度方向相同時做加速運動,方向相反時做減速運動即可求解.
練習冊系列答案
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