解题思路:(1)物体沿斜面匀加速下滑,由题从B到C过程中,已知初速度、末速度和位移,由运动学公式υC2−υB2=2ax求加速度;(2)物体在A处的高度最大,重力势能最大.选D处为零势能面,由运动学公式求出A到B的距离,得到A相对于D点的高度,即可求得最大重力势能与倾角θ的关系式;(3)从B到C过程中,由机械能守恒定律列式求倾角θ.
(1)从B到C过程中,x=0.5m
由υC2−υB2=2ax得
代入解得 a=5m/s2
(2)A点速度为零,从A到B距离为x′
由υB2−02=2ax′
得到x'=0.4m
所以相对于D,A的高度为H=(x′+BD)sinθ=2.5sinθ
最大重力势能EPm=mgH=25sinθ
(3)从B到C过程中,若机械能守恒,则有EKB+EPB=EKC+EpC
即:mgBCsinθ=
1
2m(υc2−υB2)
代入解得 θ=30°
答:
(1)物块下滑的加速度是5m/s2.
(2)选D处为零势能面,物块下滑过程中最大重力势能与倾角θ的关系式为EPm=25sinθ.
(3)假设物块下滑过程中机械能守恒,则倾角θ是30°.
点评:
本题考点: 机械能守恒定律;匀变速直线运动的速度与位移的关系.
考点点评: 本题是运动学公式与机械能守恒的综合应用,比较简单.只要加强基础知识学习,难度不大.