题目内容

【题目】如图所示,一半径为R,粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径水平.质量为m的物块(可视为质点)自P点上方处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道.已知物块第一次飞离Q点后上升的最大高度为R,N点为轨道最低点.用W表示物块第一次从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功(不计空气阻力).则

A.,物块第一次回落后恰能返回到P点

B.,物块第一次回落后恰能返回到P点

C.,物块第一次回落,经P点后,将继续上升一段距离

D.,物块第一次回落,经P点后,将继续上升一段距离

【答案】D

【解析】

质点从静止下落到飞离Q点后上升的最大高度的过程应用动能定理:,可得摩擦力做的功为:

由于质点从Q返回到N点的过程与从P运动到N的过程相比,经过同一高度点的速度小,向心力小,则轨道对质点的支持力小,摩擦力也小,所以有:WfPN>WfQN.物块第一次从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功,由上可知质点从Q返回到P点的过程中摩擦力做功小于,从右侧最高点返回到P点根据动能定理:,可知v>0,所以质点到达P后,继续上升一段距离.

A.,物块第一次回落后恰能返回到P点.故A不符合题意.

B.,物块第一次回落后恰能返回到P点.故B不符合题意.

C.,物块第一次回落,经P点后,将继续上升一段距离.故C不符合题意.

D.,物块第一次回落,经P点后,将继续上升一段距离.故D符合题意.

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