Question

【题目】如图所示，一粗糙的半圆轨道与一粗糙的水平轨道相切于A点，圆轨道的半径R=0.4m，一个质量为m=1.0kg可视为质点的小物块在水平拉力F=18N的作用下，从C点由静止开始运动，物块运动到A点进入半圆轨道的同时撤去外力F，物块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AC间距x=2.0m，物块与水平轨道的动摩擦因数为0.45，g取10m/s2求：

（1）物块A点时对轨道的压力大小；

（2）物块在AB段克服摩擦做的功．

Answer 1

【答案】(1)145N (2)6.5J

【解析】

(1)由C到A过程，由动能定理得：（F-μmg）x=mvA2，

在A点，由牛顿第二定律得：FN-mg=mg，

代入数据解得：FN=145N，

由牛顿第三定律可知，压力：FN′=FN=145N；

(2)物体由B到C做平抛运动，

竖直方向：2R=gt2，水平方向：x=vt，

代入数据解得：v=5m/s，

从A到B过程，由动能定理得：Wf-mg2R=mv2-mvA2，

代入数据解得：Wf=-6.5J，即克服摩擦力做功6.5J.