[题目]如图.第一次.小球从粗糙的圆形轨道顶端A由静止滑下.到达底端B的速度为v1.克服摩擦力做功为W1,第二次.同一小球从底端B以v2冲上圆形轨道.恰好能到达A点.克服摩擦力做功为W2.C为圆形轨道的中点.则下列说法正确的是A. v1＝v2B. W1＝W2C. 小球第一次在B点对轨道的压力小于第二次在B点对轨道的压力D. 小球第一次经过圆弧A 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】如图，第一次，小球从粗糙的圆形轨道顶端A由静止滑下，到达底端B的速度为v1，克服摩擦力做功为W1；第二次，同一小球从底端B以v2冲上圆形轨道，恰好能到达A点，克服摩擦力做功为W2，C为圆形轨道的中点，则下列说法正确的是

A. v1＝v2

B. W1＝W2

C. 小球第一次在B点对轨道的压力小于第二次在B点对轨道的压力

D. 小球第一次经过圆弧AC的过程中克服摩擦力做的功为W1

【答案】C

【解析】小球从A到B的过程，由动能定理得 mgh-W1=mv12．小球从B到A的过程，由动能定理得-mgh-W2=0-mv22．即mgh+W2=mv22，对比可得 v1＜v2．故A错误．同理可知，小球经过轨道上同一点时，上滑时的速度大于下滑时的速度，上滑时所需要的向心力大于下滑时所需要的向心力，而向心力是由轨道的支持力和重力垂直于轨道的分力的合力提供，所以上滑时所受的支持力大于下滑时所受的支持力，则同一点上滑时所受的摩擦力大于下滑时所受的摩擦力，而上滑与下滑两个过程路程相等，所以有W1＜W2．故B错误．由上分析知，小球第一次在B点所受的支持力小于第二次在B点所受的支持力，由牛顿第三定律可知小球第一次在B点对轨道的压力小于第二次在B点对轨道的压力故C正确．从A到C的过程中小球所受的摩擦力的平均值小于从C到B的过程中摩擦力的平均值，所以从A到C的过程中克服摩擦力做功小于从C到B的过程中克服摩擦力做功，则小球第一次经过圆弧AC的过程中克服摩擦力做的功小于 W1．故D错误．故选C.

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