题目内容

【题目】如图所示,斜槽轨道下端与一个半径为R=0.4 m的圆形轨道相连接.一个质量为0.1 kg的物体从高为H=2 m的A点由静止开始滑下,运动到圆形轨道的最高点C处时,对轨道的压力等于物体的重力.求物体从A运动到C的过程中克服摩擦力所做的功.(g取10 m/s2)

【答案】 0.8J

【解析】试题分析:小球到达C点时,小球竖直方向所受合力提供小球圆周运动向心力,从而求得小球在C点的速度,再根据动能定理求得小球从AC过程中摩擦力做的功即可.

根据牛顿第三定律可知,小球在C点受到轨道的压力大小与重力相等,方向竖直向下,又小球在C点时在竖直方向所受合力提供圆周运动向心力有:
小球从AC的过程中只有重力和摩擦力做功,根据动能定理有:

联列①②两式代入,可解得:

因为摩擦力做负功所以克服摩擦力做0.8J的功.

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