如圖所示,光滑水平面右端B處連接一個豎直的半徑為R的光滑半圓固定軌道,在離B距離為Χ的A點,用水平恒力將質(zhì)量為m的質(zhì)點從靜止開始推到B處后撤去恒力,質(zhì)點沿半圓軌道運動到C處后又正好落回A點.求推力對小球所做的功.
分析:小球在恒定推力作用下,在光滑水平面做勻加速直線,當?shù)竭_B點撤去恒力,讓其在沿光滑半圓軌道運動到C處后,又正好落回A點.因此借助于小球在C處做平拋運動,已知高度與水平位移的情況下,可求出小球在C處的速度大小,選取從A到C過程,由動能定理可求出推力對小球所做的功.
解答:解:質(zhì)點從半圓弧軌道做平拋運動又回到A點,設(shè)質(zhì)點在C點的速度為vc,質(zhì)點從C點運動到A點所用的時間為t
水平方向上Χ=Vct①
豎直方向上 2R=
1
2
gt2

解①②有   Vc=
Χ
2
g
R

對質(zhì)點從A到C由動能定理有WF-mg?2R=
1
2
m
v
2
c

解WF=
mg(16R2+X2)
8R

答:推力對小球所做的功為
mg(16R2+X2)
8R
點評:本題還可以先通過小球做平拋運動,求出落在C點的速度,再選取從A到C再落回到A作為過程,則有WF=
1
2
m
v
2
A
-0
,從而求出推力作功.
練習冊系列答案
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如圖所示,光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導軌在B點相接,導軌半徑為R.一個質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放,在彈力作用下物體獲得某一向右速度后脫離彈簧,脫離彈簧后當它經(jīng)過B點進入導軌瞬間對導軌的壓力為其重力的7倍,之后向上運動完成半個圓周運動恰好到達C點.試求:
(1)彈簧開始時的彈性勢能;
(2)物體從B點運動至C點克服阻力做的功;
(3)物體離開C點后落回水平面時的速度大小和方向.

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(1)求物塊B被彈開時速度的大。
(2)A與P相碰后靜止,當物塊B返回水平面MN后,A被P彈出,A、B相碰后粘在一起向右滑動,要使A、B連接體剛好從Q端滑出,求P對A做的功.

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(2013?如東縣模擬)如圖所示,光滑水平面AB與豎直面內(nèi)粗糙的半圓形導軌在B點銜接,BC為導軌的直徑,與水平面垂直,導軌半徑為R,一個質(zhì)量為m的小球?qū)椈蓧嚎s至A處.小球從A處由靜止釋放被彈開后,以速度v經(jīng)過B點進入半圓形軌道,之后向上運動恰能沿軌道運動到C點,求:
(1)釋放小球前彈簧的彈性勢能;
(2)小球到達C點時的速度和落到水平面時離B點的距離;
(3)小球在由B到C過程中克服阻力做的功.

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如圖所示,光滑水平面內(nèi),一根細繩一端固定,另一端系一小球,現(xiàn)讓小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,則( 。

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