Question

如圖，一質量為m=10kg的物體，由1/4圓弧軌道上端從靜止開始下滑，到達底端時的速度v=3m/s，然后沿水平面向右滑動1m距離后停止。已知軌道半徑R=0.5m，則：

（1）物體沿圓弧軌道下滑過程中克服摩擦力做多少功；

（2）物體滑至圓弧底端時對軌道的壓力是多大；

（3）物體與水平面間的動摩擦因數μ是多少。

 

Answer 1

【答案】

（1）5J（2）280N（3）0.45

【解析】

試題分析：（1）從開始下滑到底端這一過程由動能定理可得

          (2分)

         (2分)

∴克服摩擦力做功5J

（2）以物體為研究對象，分析最底端的受力如圖

∵物體作圓周運動

∴                     (2分)

                 (1分)

由牛頓第三定律可得壓力與支持力大小相等即壓力大小為280N。            (1分)

（3）從底端到靜止這一過程（只有摩擦力做功）由動能定理得

                        （2分)

即： 

            （2分)

考點：考查功能關系和圓周運動

點評：本題難度中等，在最低點，也屬于圓周運動的一部分，不能錯誤的認為支持力等于重力，而是支持力與重力的合力提供向心力