Question

一滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))經(jīng)水平軌道AB進(jìn)入豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形軌道BC.已知滑塊的質(zhì)量m="0.50" kg，滑塊經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度v_A="5.0" m/s,AB長x="4.5" m，滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.10,圓弧形軌道的半徑R="0.50" m，滑塊離開C點(diǎn)后豎直上升的最大高度h="0.10" m.取g="10" m/s².求：

(1)滑塊第一次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)速度的大小；

(2)滑塊剛剛滑上圓弧形軌道時(shí)，對(duì)軌道上B點(diǎn)壓力的大小；

(3)滑塊在從B運(yùn)動(dòng)到C的過程中克服摩擦力所做的功.

 

Answer 1

【答案】

（1）v_B="4." 0 m/s（2）N="21" N（3）

【解析】

試題分析：(1)滑塊由A到B的過程中，應(yīng)用動(dòng)能定理得：

                                   (3分)

解得：v_B="4." 0 m/s                                       (2分)

(2)在B點(diǎn)，滑塊開始做圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可知

                                         (3分)

解得:N="21" N                                             (2分)

根據(jù)牛頓第三定律可知，滑塊對(duì)軌道上B點(diǎn)壓力的大小也為21 N    (1分)

(3)滑塊從B經(jīng)過C上升到最高點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理得

                        (3分)

解得:

所以滑塊克服摩擦力做功1.0 J                             (2分)

考點(diǎn)：動(dòng)能定理的應(yīng)用；豎直上拋運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律

點(diǎn)評(píng)：本題中第一問也可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解，但用動(dòng)能定理求解不用考慮加速度，過程明顯簡化；運(yùn)用動(dòng)能定理要注意過程的選擇，通常運(yùn)動(dòng)過程選的越大，解題過程越簡化；動(dòng)能定理比運(yùn)動(dòng)學(xué)公式適用范圍更廣，對(duì)于曲線運(yùn)動(dòng)同樣適用．