精英家教網(wǎng)如圖所示,質(zhì)量為m的小球自由下落d后,沿豎直面內(nèi)的固定軌道ABC運(yùn)動(dòng),AB是半徑為d的四分之一粗糙圓弧,BC是直徑為d的光滑半圓弧,B是軌道的最低點(diǎn),小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)對(duì)軌道的壓力恰為零.求小球在AB圓弧上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,克服摩擦力做了多少功?
分析:小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力恰為零,由重力提供小球的向心力.小球由靜止釋放到C點(diǎn)過(guò)程,重力和摩擦力做功,根據(jù)動(dòng)能定理求解小球在AB弧上運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦力對(duì)小球做的功.
解答:解:小球在C點(diǎn),由重力提供小球的向心力,則得:mg=m
v
2
C
R
,
又 R=
1
2
d
,
解得:vC=
gd
2

從出發(fā)點(diǎn)到C點(diǎn)小球由動(dòng)能定理得:mgd+Wf=
1
2
m
v
2
C
-0

解得:Wf=-
3
4
mgd

所以,克服摩擦力做功為
3
4
mgd

答:小球在AB圓弧上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,克服摩擦力做功為
3
4
mgd
點(diǎn)評(píng):本題是動(dòng)能定理與向心力知識(shí)的綜合,關(guān)鍵抓住小球恰好通過(guò)圓軌道最高點(diǎn)時(shí),由重力充當(dāng)向心力,臨界速度要會(huì)用牛頓第二定律進(jìn)行推導(dǎo).
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,質(zhì)量為M的斜面放置于水平面上,其上有質(zhì)量為m的小物塊,各接觸面均無(wú)摩擦力,第一次將水平力F1加在M上,第二次將F2加在m上,兩次都要求m與M不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),則F1與F2的比為(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,質(zhì)量為m的小球,距水平面高為2m時(shí),速度的大小為4m/s,方向豎直向下,若球的運(yùn)動(dòng)中空氣阻力的大小等于重力的0.1倍,與地面相碰的過(guò)程中不損失機(jī)械能,求:
(1)小球與地面相碰后上升的最大高度;
(2)小球從2m處開(kāi)始到停下通過(guò)的路程?(取g=10m/s2.)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,質(zhì)量為m的小球,從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始加速下落,加速度大小為
g
3
,則下落至A點(diǎn)下方h處的B點(diǎn)時(shí)(以地面為參考面)( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,質(zhì)量為M的人通過(guò)定滑輪將質(zhì)量為m的重物以加速度a上提,重物上升過(guò)程,人保持靜止.若繩與豎直方向夾角為θ,求:
(1)繩子對(duì)重物的拉力多大?
(2)人對(duì)地面的壓力?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,質(zhì)量為M的楔形物塊靜止在水平地面上,其斜面的傾角為θ.斜面上有一質(zhì)量為m的小物塊,小物塊與斜面之間存在摩擦.用恒力F沿斜面向上拉,使之勻速上滑.在小物塊運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,楔形物塊始終保持靜止,則(  )
A、地面對(duì)楔形物塊的支持力為(M+m)gB、地面對(duì)楔形物塊的摩擦力為零C、楔形物塊對(duì)小物塊摩擦力可能為零D、小物塊一定受到四個(gè)力作用

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案