题目内容

6.如图所示,M是一个有半圆形轨道的物体,固定在地面上,轨道位于竖直平面内,a,b两点等高,金属块P从距a点H高处自由下落,滑过M从b处竖直上升,到达最大高度距b点$\frac{H}{2}$处,当它再次落下滑过轨道最低点后(  )
A.恰能到达a点B.能冲出a点C.不能到达a点D.无法确定

分析 对全过程运用动能定理求出克服半圆轨道摩擦力做的功;再次返回半圆轨道过程中速度比上一次经过半圆轨道的速度小,产生的弹力小,则克服摩擦力做功小,根据动能定理确定最大高度位置.

解答 解:从静止下落到最高点,设阻力做功为Wf ,全过程利用动能定理可得:mg•$\frac{H}{2}$-Wf=0-0,
解得:Wf =$\frac{1}{2}$mgH;
到达最大高度距b点$\frac{H}{2}$处,当它再次落下滑过轨道最低点后,设阻力做功仍然为Wf ,到a点的动能为EKa,由动能定理可得:mg•$\frac{H}{2}$-Wf =EKa-0,
解得:EKa=0;
因为当它再次落下滑过轨道的过程,速度减小,所需向心力减小,即轨道与金属块的正压力减小,摩擦力减小,阻力做功应小于Wf,所以EKa>0,即能冲出a点;故B正确,ACD错误.
故选:B.

点评 解决本题的关键知道不同速度通过半圆轨道克服摩擦力做功不同,结合动能定理进行求解.

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