Question

高中物理题， 一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图所示。图中ab为粗糙的水平面，长度

高中物理题， 一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图所示。图中ab为粗糙的水平面，长度为L；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体P相对静止。重力加速度为g，求
（1）木块在ab段受到的摩擦力f
（2）木块最后距a点的距离s

Answer 1

1、能量守恒在a点时候只有动能，在最高点时候，只有重力势能，在a-b过程中，有摩擦力做功。所以a点动能等于摩擦力做功+最高点势能。（说明：物体在a-b有摩擦力做功，在b-c时候没摩擦力，只有重力做功）1/2m(v0)²=fL+mgh。求出f就是摩擦力。
2、第二个问比较有深度。第一要想到，最后两个物体（质量m和质量2m的载体）肯定相对不动，会以一个速度向左运动，能量等于m物体初速v0的能量。1/2m（v0）²=1/2（m+2m）（v1）²。得出V1就是最后速度。m的能量损失，或者说2m的能量获得，就是摩擦力做功。摩擦力做功分两个部分，第一次向右，第二次向左，对于2m来说，开始是摩擦力做正功，后来是阻碍他运动，就是负功。所以2m获得能量，就是摩擦力2次做功差。1/2（2m）（v1）²=fs。
（说明：木块相对2m静止时，距离a点是S，也是L-物体距离b点距离）

Answer 2

解析：
(1) 对m进行分析。
从a到c的过程中，重力和摩擦力做功，由动能定理得：
mgh-fL=0-1/2mVo²
f=(1/2mVo²-mgh)/L
(2) 对整个系统进行分析，全部过程中没有能量损耗。由能量守恒定律得：
E(初)=E(末)
1/2mVo²=1/2（3m)V²
V²=1/3Vo²
即：m返回后在到达a点前与物体P的速度均为V

对m进行分析，全部过程中有f做功，由动能定理得：
W(f)=E(末)-E(初)
fL+fs=1/2mV²-1/2mVo²
s=(电脑实在不好打，您自己算算吧)

Answer 3

1) MV0=2MV1
2)1/2MV02=FL+MGH+1/2*2MV12
F=(1/4mv02-mgh)/L