Question

2．如图所示，在竖直平面内有一个半径为R的$\frac{1}{4}$圆弧轨道，一个质量为m的小物体从轨道最高点A由静止滑下，到达最低点B时恰好又静止，问：
（1）物体在下滑过程中受到哪些力的作用？
（2）对小物块做功的力各是什么力？做了多少功，大小各为多少？
（3）小物块由A到B，其重力势能变化了多少，如何变化？转化成什么形式的能？有多少，用什么去量度？

Answer 1

分析 （1）按重力、弹力和摩擦力的顺序分析物体的受力情况．
（2）根据力和位移的夹角分析做功的正负．由功的公式求出重力做功，由动能定理求摩擦力做功．
（3）重力做功多少重力势能就减少多少，减少的重力势能转化为内能．

解答 解：（1）由题意可知，物体除受重力和支持力外，还受滑动摩擦力；
（2）对小物块做功的力重力和滑动摩擦力，支持力对物体不做功；重力做正功，大小为mgR；根据动能定理得：
mgR+W_f=0-0，
解得滑动摩擦力为：W_f=-mgR
（3）小物块由A到B，其重力势能减小了mgR，转化成内能，用滑动摩擦力做的功去量度．
答：（1）物体受重力、支持力、滑动摩擦力；
（2）对小物块做功的力各是重力和滑动摩擦力；重力做正功，大小为mgR；滑动摩擦力做负功，大小为mgR；
（3）小物块由A到B，其重力势能减小了mgR，转化成内能，用滑动摩擦力做的功去量度．

点评 正确分析物体的受力情况，根据力和瞬时速度方向的夹角分析力做功的正负是基本能力，要加强训练，提高判断能力．