如图所示,半径R=0.4m的光滑半圆轨道与粗糙的水平面相切于A点,质量为m=1kg的小物体(可视为质点)在水平拉力F的作用下,从静止开始由C点运动到A点,物体从A点进入半圆轨道的
◎ 题目
如图所示,半径R=0.4m的光滑半圆轨道与粗糙的水平面相切于A点,质量为m=1kg的小物体(可视为质点)在水平拉力F的作用下,从静止开始由C点运动到A点,物体从A点进入半圆轨道的同时撤去外力F,物体沿半圆轨道通过最高点B后做平抛运动,正好落在C点,已知xAC=2m,F=15N,g取10m/s2,试求: (1)物体在B点时的速度大小以及此时半圆轨道对物体的弹力大小; (2)物体从C到A的过程中,摩擦力做的功. |
◎ 答案
(1)设物体在B点的速度为v,由B到C做平抛运动, 竖直方向有:2R=
水平方向有:xAC=vt ∴联立以上两式解得物体在B点时的速度大小为:v=
分析物体在B点的受力由牛顿第二定律得:FN+mg=
∴解得半圆轨道对物体的弹力大小为:FN=
(2)A到B过程,由机械能守恒定律得:
由C到A应用动能定理可知:(F-Ff)xAC=
所以,联立以上两式解得物体从C到A的过程中摩擦力做的功为:Wf=-Ff?xAC=
答案:(1)5 m/s 52.5 N (2)-9.5 J |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
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