一个质量是5kg的物体从斜面A点匀速下滑至B点后,继续在水平面上向前运动,最后静止在C点处,如图所示。已知AB=BC=3m,A点离水平面的高度h=2m,物体的重力势能与物体质量和所处的高度的关系为E=mgh。本题忽略物体与空气间的摩擦,g取10N/kg。
(1)求物体的重力?
(2)物体从A运动到B的过程,物体的重力势能转化为什么能?
(3)物体从A运动到B的过程,物体的重力做了多少功?
(4)画出物体在水平面上运动时的受力示意图。其中物体用“●”表示。
(5)物体在水平面上运动时,哪些力做了功?
(6)若想使物体在水平面上向前做匀速直线运动,你有什么可行的措施?请列举一条即可。
(1)50N;(2)重力势能转化为内能;(3)100J;
(4)
(5)摩擦力做了功;(6)对物体施加一个水平向右、大小等于f的拉力F
【详解】
(1)物体的重力为
(2)物体从A运动到B的过程,做匀速直线运动,质量、速度不变,则动能没变,需要克服摩擦做功,将重力势能转化为内能。
(3)由图可知,物体从A运动到B的过程中在重力的方向上移动了2m,物体的重力做功
(4)物体在水平面上做减速运动,在竖直方向上受到重力和支持力一对平衡力的作用,在水平方向受到与运动方向相反的摩擦力,如图所示
(5)物体在水平面上运动时,在竖直方向上受到重力和支持力一对平衡力的作用,在水平方向受到与运动方向相反的摩擦力,在竖直方向上没有移动,只在水平方向上移动了,所以只有摩擦力做了功。
(6)若使物体在水平面上向前做匀速直线运动,只需要物体处于平衡状态即可,物体在竖直方向上以及受到平衡力的作用,只要在水平方向上施加一个与摩擦力方向相反、大小相等、作用在物体上的一个拉力F即可。