Question

如圖所示，小車由光滑的弧形段AB和粗糙的水平段BC組成，靜止在光滑水平面上，當小車固定時，從A點由靜止滑下的物體到C點恰好停止．如果小車不固定，物體仍從A點靜止滑下，則（　　）

A、還是滑到C點停住

B、滑到BC間某處停住

C、兩次由于摩擦生的熱一樣多

D、第一次由于摩擦生的熱比第二次多

Answer 1

分析：小車固定時，小球下滑過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為因克服摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，當小車不固定時，根據(jù)水平方向動量守恒和功能關(guān)系比較與第一種情況下的產(chǎn)生內(nèi)能的大小即可正確得出結(jié)果．

解答：解：小車固定時，根據(jù)能量守恒可知，小球下滑過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，設(shè)小球離BC高度為h，BC部分長度為L，與BC摩擦力為f，此時有：Q₁=mgh=fL       ①
當小車不固定時，假設(shè)物塊不會從車上滑下來，根據(jù)系統(tǒng)水平方向動量守恒可知最終小車和物塊均靜止，再根據(jù)能量守恒可知，物塊的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為因克服小車與木塊之間的摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能，此時有：Q₂=mgh=fL₁     ②
由①②可知：Q₁=Q₂，L₁=L，故兩次產(chǎn)生熱量一樣，物塊還是滑到C點停住，故BD錯誤，AC正確．
故選AC．

點評：正確分析兩種情況的相同與不同，根據(jù)功能關(guān)系和動量守恒正確列方程求解．