题目内容
如图所示,在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力.已知AP=2R,重力加速度为g,则小球从P到B的运动过程中( )

| A.重力做功2mgR | B.小球机械能守恒 | ||
| C.合外力做功mgR | D.克服摩擦力做功
|
A、重力做功WG=mg(2R-R)=mgR,故A错误;
B、小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力,则有
mg=m
解得:v=
根据动能定理得:
W合=
mv2=
mgR
合外力做的功不等于重力做的功,所以机械能不守恒,故BC错误;
D、WG+Wf=
mv2=
mgR
所以Wf=-
mgR
所以克服摩擦力做功为
mgR,故D正确.
故选D
B、小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力,则有
mg=m
| v2 |
| R |
解得:v=
| gR |
根据动能定理得:
W合=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
合外力做的功不等于重力做的功,所以机械能不守恒,故BC错误;
D、WG+Wf=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
所以Wf=-
| 1 |
| 2 |
所以克服摩擦力做功为
| 1 |
| 2 |
故选D
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