题目内容

如图所示,AB是竖直面内的四分之一圆弧形光滑轨道,下端B与水平直轨道相切.一个小物块自A点由静止开始沿轨道下滑,已知轨道半径为R=0.2m,小物块的质量为m=0.1kg,小物块与水平面间的动摩擦因数µ=0.5,取g=10m/s2.求:
(1)小物块到达圆弧轨道末端B点时受支持力.
(2)小物块在水平面上滑动的最大距离.

【答案】分析:(1)小物块从A运动到B的过程中只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律求出物块到达圆弧末端B点时的速度,在B点物块受重力和支持力,两个力的合力提供圆周运动的向心力,.根据此公式解出支持力N.
(2)从小物块从A点开始运动到停止全过程运用动能定理,在此过程中有重力做功,摩擦力做功,动能的变化为0,根据动能定理求出滑动的最大距离.
解答:解:(1)由机械能守恒定律,得:
在B点 
由以上两式得 N=3mg=3N.
故小物块到达圆弧轨道末端B点时受的支持力为3N.
(2)设在水平面上滑动的最大距离为s 
  由动能定理得 mgR-μmgs=0

故小物块在水平面上滑动的最大距离为0.4m.
点评:解决本题的关键知道只有重力做功,机械能守恒,掌握运用机械能守恒定律以及动能定理进行解题.
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