D.在0~3 s内,合力总是做正功
解析:选A.由动能定理知,合力做正功,物体动能增加,合力做负功,物体动能减少,因此A正确.
小球以v0=4 m/s的速度从倾角为30°的粗糙斜面底端向上滑行,上滑的最大距离l=1 m,小球的质量m=2 kg,则小球滑回到出发点时的速度是多少?(g取10 m/s2)
解析:设小球受到的摩擦力大小为f,
上滑过程由动能定理得:
-mglsin 30°-fl=0-mv ①
返回过程中由动能定理得:
mglsin 30°-fl=mv2-0 ②
联立①②可解得v=2 m/s,方向沿斜面向下.
答案:2 m/s 方向沿斜面向下
如图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图,整个轨道在同一竖直平面内,表面粗糙的AB段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC在B点水平相切.点A距水面的高度为H,圆弧轨道BC的半径为R,圆心O恰在水面.一质量为m的游客(视为质点)可从轨道AB的任意位置滑下,不计空气阻力.
(1)若游客从A点由静止开始滑下,到B点时沿切线方向滑离轨道落在水面D点,OD=2R,求游客滑到B点时的速度vB大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功Wf;
(2)若游客从AB段某处滑下,恰好停在B点,又因受到微小扰动,继续沿圆弧轨道滑到P点后滑离轨道,求P点离水面的高度h.(提示:在圆周运动过程中任一点,质点所受的向心力与其速率的关系为F向=m)
解析:(1)游客从B点做平抛运动,有
2R=vBt ①
R=gt2 ②
由①②式得
vB= ③
从A到B,根据动能定理,有