如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一條
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圓弧形軌道AB,其半徑為R=1.0m,B點(diǎn)的切線方向恰好為水平方向.一個(gè)質(zhì)量為m=2.0kg的小滑塊,從軌道頂端A點(diǎn)由靜止開始沿軌道下滑,到達(dá)軌道末端B點(diǎn)時(shí)的速度為v=4.0m/s,然后做平拋運(yùn)動(dòng),落到地面上的C點(diǎn).若軌道B端距地面的高度h=5.0m(不計(jì)空氣阻力,取g=10m/s2),求:
(1)小滑塊在AB軌道克服阻力做的功;
(2)小滑塊落地時(shí)的動(dòng)能.
分析:(1)小滑塊從A運(yùn)動(dòng)至B過程中,重力做正功,摩擦力做負(fù)功,支持力不做功,可根據(jù)動(dòng)能定理列式求解;
(2)小滑塊由B運(yùn)動(dòng)到C過程,只有重力做功,機(jī)械能守恒,可有機(jī)械能守恒定律列式求解;也可用動(dòng)能定理列式求解;還可以有平拋運(yùn)動(dòng)知識求出末速度后求解.
解答:解:(1)設(shè)小滑塊在AB軌道上克服阻力做功為W,對于從A至B過程,根據(jù)動(dòng)能定理得
mgR-W=
1
2
mv2-0

代入數(shù)據(jù)解得 W=4 J
即小滑塊在AB軌道克服阻力做的功為4J.
(2)設(shè)小滑塊落地時(shí)的動(dòng)能為Ek,
取地面為零重力勢能參照考面,
由于平拋過程中只有重力做功,
故根據(jù)機(jī)械能守恒定律得
1
2
mv2+mgh=Ek+0

代入數(shù)據(jù)解得 
Ek=116 J
即小滑塊落地時(shí)的動(dòng)能為116J.
點(diǎn)評:小球的運(yùn)動(dòng)分為兩個(gè)過程,分析清楚兩個(gè)過程中各個(gè)力做功的情況后,可以用動(dòng)能定理列式求解,同時(shí)要注意能用機(jī)械能守恒定律求解的問題都能用動(dòng)能定理求解!
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精英家教網(wǎng)如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一個(gè)粗糙的
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圓弧軌道,其半徑R=0.4m,軌道的最低點(diǎn)距地面高度h=1.25m.質(zhì)量m=0.1kg的小滑塊從軌道的最高點(diǎn)由靜止釋放,到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)以一定的水平速度離開軌道,落地點(diǎn)距軌道最低點(diǎn)的水平距離s=0.8m.空氣阻力不計(jì),取g=l0m/s2,求:
(1)小滑塊離開軌道時(shí)的速度大。
(2)小滑塊在軌道上運(yùn)動(dòng)的過程中,摩擦力所做的功.

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精英家教網(wǎng)如圖所示,在豎直平面內(nèi)固定兩個(gè)很靠近的同心圓形軌道,外軌道ABCD光滑,內(nèi)軌道A′B′C′D′的上半部分B′C′D′粗糙,下半部分B′A′D′光滑,一質(zhì)量m=0.2kg的小球從軌道的最低點(diǎn)A,以初速度v0向右運(yùn)動(dòng),球的尺寸略小于兩圓間距,已知圓形軌道的半徑R=0.32m,取g=10m/s2
(1)若要使小球始終緊貼外圓做完整的圓周運(yùn)動(dòng),初速度v0至少為多少
(2)若v0=3.8m/s,經(jīng)過一段時(shí)間小球到達(dá)最高點(diǎn),內(nèi)軌道對小球的支持力F=2N,則小球在這段時(shí)間內(nèi)克服摩擦力做的功是多少
(3)若v0=3.9m/s,經(jīng)過足夠長的時(shí)間后,小球?qū)⒃贐AD間做往復(fù)運(yùn)動(dòng),則小球經(jīng)過最低點(diǎn)A時(shí)受到的支持力為多少?小球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中減少的機(jī)械能是多少.

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