题目

竖直放置的光滑圆弧轨道AB，与水平轨道BC连接圆弧轨道半径R=1m，一质量为m=2kg的物块至A点静止开始下滑，经B点进入水平轨道BC，已知物块以水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2，（g=10m/s2）求： （1）物块到达B点时速度的大小？ （2）物块在水平轨道上滑行的距离？ （3）若从物块停止处，用水平推力反向推物块，使之恰好能到达A点，该水平推力对物块做的功是多少？ 答案：考点： 动能定理的应用；机械能守恒定律． 专题： 动能定理的应用专题． 分析： （1）小物块从A运动到B的过程中只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律求出物块到达圆弧末端B点时的速度，在B点物块受重力和支持力，两个力的合力提供圆周运动的向心力．根据此公式解出支持力N． （2）从小物块从A点开始运动到停止全过程运用动能定理，在此过程中有重力做功，摩擦力做功，动能的变化为0，根据动能定理求出滑动的最大距离． （3）力F推小物块由C经B沿圆弧形光滑轨道运动到A的过程中，摩擦力和重力均做负功，由动能定理列式即可求解． 解答： 解：（1）小物块从A运动到B的过程中只有重力做功，由机械能守恒定律，得：mgR= 得：m/s （2）从开始运动到停止的过程中，重力与摩擦力做功，由动能定理得： mgR﹣μmgx=0﹣0 得：m （3）力F推小物块由C经B沿圆弧形光滑轨道运动到A的过程中，摩擦力和重力均做负功，由动能定理得： WF﹣mgR﹣μmgx=0 解得：WF=mgR+μmgx=2mgR=2×2×10×1=40J 答：（1）小物块到达圆弧轨道末端B点时的速度是m/s． （2）小物块在水平面上滑动的最大距离为5m； （3）此过程中F做的功为40J． 点评： 解决本题的关键知道只有重力做功，机械能守恒，掌握运用机械能守恒定律以及动能定理进行解题． 　

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