Đề bài

Một vật bắt đầu trượt không ma sát trên mặt phẳng nghiêng nghiêng góc α và từ độ cao h. Khi xuống đến chân mặt phẳng nghiêng thì vật có vận tốc là\(v\). Người ta tăng góc nghiêng lên thành 2α và cũng thả vật trượt từ độ cao h. Vận tốc của vật khi trượt tới chân mặt phẳng nghiêng là:

• A. \(2v\)        
• B. \(v\)     
• C. \(\dfrac{v}{{\sqrt 2 }}\)    
• D. \(\sqrt 2 v\)

Phương pháp giải

+ Áp dụng định lí biến thiên động năng: \(A = {{\rm{W}}_{d2}} - {{\rm{W}}_{d1}} = \dfrac{1}{2}mv_2^2 - \dfrac{1}{2}mv_1^2\)

+ Khi vật chuyển động trong trọng trường từ vị trí M đến vị trí N thì công của trọng lực của vật có giá trị bằng hiệu thế năng trọng trường tại M và tại N: \({A_{\overrightarrow P }} = {{\rm{W}}_{tM}} - {{\rm{W}}_{tN}}\)

Lời giải của GV Loigiaihay.com

 

Áp dụng định lí biến thiên động năng ta có:

\({{\rm{W}}_{dB}} - {{\rm{W}}_{dA}} = {A_{\overrightarrow P }} + {A_{\overrightarrow Q }} \Leftrightarrow \dfrac{1}{2}mv_B^2 - \dfrac{1}{2}mv_A^2 = {A_{\overrightarrow P }}\)

Mà: \(\left\{ \begin{array}{l}{A_{\overrightarrow P }} = {{\rm{W}}_{tA}} - {{\rm{W}}_{tB}} = mg\left( {{z_A} - {z_B}} \right) = mg.AH = mg.h\\{{\rm{W}}_{dA}} = \dfrac{1}{2}mv_A^2 = 0\end{array} \right.\)

\( \Rightarrow \dfrac{1}{2}mv_B^2 = mgh \Rightarrow {v_B} = \sqrt {2.gh} \)

Ta thấy công thức xác định vận tốc tại chân mặt phẳng nghiêng chỉ phụ thuộc vào độ cao h mà không phụ thuộc vào góc nghiêng α.

Do đó khi ta tăng góc nghiêng lên thành 2α và cũng thả vật trượt từ độ cao h thì vận tốc của vật tại chân mặt phẳng nghiêng không thay đổi.

Đáp án : B