如图所示,有三个斜面a、b、c,底边的长分别为L、L、2L,高度分别为2h、h、h。某物体与三个斜面间的动摩擦因数都相同,这个物体分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端。三种情况相比较,下列说法正确的是( )
A.物体损失的机械能ΔEc=2ΔEb=4ΔEa
B.物体到达底端的动能Eka=2Ekb=2Ekc
C.因摩擦产生的热量2Qa=2Qb=Qc
D.因摩擦产生的热量4Qa=2Qb=Qc
如图所示,有三个斜面a、b、c,底边的长分别为L、L、2L,高度分别为2h、h、h。某物体与三个斜面间的动摩擦因数都相同,这个物体分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端。三种情况相比较,下列说法正确的是( )
A.物体损失的机械能ΔEc=2ΔEb=4ΔEa
B.物体到达底端的动能Eka=2Ekb=2Ekc
C.因摩擦产生的热量2Qa=2Qb=Qc
D.因摩擦产生的热量4Qa=2Qb=Qc
【知识点】功能关系;机械能守恒定律.E3E6
【答案解析】C解析:设斜面和水平方向夹角为θ,斜面长度为X,
则物体下滑过程中克服摩擦力做功为:W=mgμXcosθ,
Xcosθ即为底边长度.
A、物体下滑,除重力外有摩擦力做功,根据能量守恒,损失的机械能 转化成摩擦产生的内能.
由图可知a和b底边相等且等于c的一半,故摩擦生热关系为:Qa=Qb= Qc,所以损失的机械能△Ea=△Eb=
△Ec
故A错误.
B、设物体滑到底端时的速度为v,根据动能定理得:mgH-mgμXcosθ= mv2-0,
Eka=2mgh-mgμL,
Ekb=mgh-mgμL,
Ekc=mgh-mgμ•2L,
根据图中斜面高度和底边长度可知滑到底边时动能大小关系为:
Ek1>EK2>Ek3,故B错误.
C、克服摩擦力所做功等于因摩擦产生热量,所以2Qa=2Qb=Qc,故C正确,D错误.
故选:C.
【思路点拨】损失的机械能转化成摩擦产生的内能.物体从斜面下滑过程中,重力做正功,摩擦力做负功,根据动能定理可以比较三者动能大小,注意物体在运动过程中克服摩擦力所做功等于因摩擦产生热量,据此可以比较摩擦生热大小.