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摩擦力做功为Wf=-μmgscosθ=-μmgL(L为s在水平方向上的投影)
重力势能增加Ep=mgh
则
|Wf| |
Ep |
L |
h |
设从A点到最高点,摩擦力做功为Wf,在最高点重力势能为Ep
物体从A到B由动能定理得 WfB+WGB=△Ek
WfB=△E机
由题意得△Ek=-90J,△E机=-30J,联立得EpB=60J
则有
|Wf| |
Ep |
|WfB| |
EpB |
1 |
2 |
从A点到最高点由动能定理,有|Wf|+Ep=150,联立解得Ep=100J
(2)由(1)知μcotθ=
|WfB| |
EpB |
1 |
2 |
| ||
6 |
因为mgsin30°>μmgcos30°,因此物体最终会停在挡板处,设总路程为S总,则由动能定理,得
-μmgS总cos30°=0-Ek0,
解得S总=60m
答:(1)第一次到达最高点时的重力势能为100J.
(2)若回到A时和挡板相碰无能量损失,物块运动过程中通过的总路程为60m.