Question

如图所示，轨道ABC的AB是半径为0.4m的光滑

1

4

圆弧，BC段为粗糙的水平轨道，且圆弧与水平轨道在B点相切．质量为1kg的滑块从A点由静止开始下滑，在水平轨道上运动了2m后停在C点．若空气阻力不计，取g=10m/s²．求
（1）滑块到达B点时的动能E_k为多少？
（2）滑块在水平轨道BC上受到的滑动摩擦力大小f为多少？

Answer 1

分析：（1）滑块从A到B过程中，机械能守恒，可以求得滑块运动到B点时的动能；
（2）滑块在水平面上运动的过程中滑动摩擦力做功，根据能量的转化与守恒定律即可求得滑动摩擦力的大小．

解答：解：（1）滑块从A到B过程中，机械能守恒，滑块到达B点时的动能E_k等于滑块在A处的重力势能，得：E_k=mgR=1×10×0.4J=4J
（2）滑块在水平面上运动的过程中滑动摩擦力做功，由△E_k=-fs   
得：f=-

△Ek

s

=-

0-4

2

N=2N．
答：（1）滑块到达B点时的动能E_k为4J；
（2）滑块在水平轨道BC上受到的滑动摩擦力大小f为2N．

点评：直接利用机械能守恒和能量的转化与守恒定律可以求得本题的结论，难度较小．