如图所示,质量0.1kg的小球.从光滑轨道顶端滚下,圆轨道半径R=0.5m.小球经过A和B时,速度分别为VA=4m/s和

如图所示,质量0.1kg的小球.从光滑轨道顶端滚下,圆轨道半径R=0.5m.小球经过A和B时,速度分别为VA=4m/s和VB=8m/s.设g=10m/s2

(1)计算小球经过A时受到轨道的弹力的大小
(2)计算小球在A时具有的重力势能(取B处为零势能)
(3)计算小球由B到达A时克服摩擦力所做的功.
饺饺 1年前 已收到2个回答 举报

燕儿飞鱼 幼苗

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解题思路:(1)小球经过A点时,由重力和轨道弹力的合力提供向心力,由牛顿第二定律求出小球经过A点时受到的弹力.
(2)取B处为零势能,A点相对B的高度为h=2R,重力势能为 Ep=mgh.
(3)小球由B到达A过程中,重力和摩擦力都做负功,根据动能定理列式求解克服摩擦力所做的功.

(1)A点:根据牛顿第二定律有:FA+mg=m

v2A
R
解得:FA=m(

v2A
R-g)=0.1×(
42
0.5-10)N=2.2N.
(2)取B处为零势能,A点相对B的高度为:h=2R,重力势能为:
Ep=mgh=mg•2R=2×0.1×10×0.5=1J.
(3)小球由B到达A过程中,根据动能定理有:-2mgR-Wf=[1/2m
v2A]-[1/2m
v2B]
得:Wf=-2mgR-[1/2m
v2A]+[1/2m
v2B]=-2×0.1×10×0.5-
1
2×0.1×42+
1
2×0.1×82=1.4J
答:(1)小球经过A时受到轨道的弹力的大小是2.2N.
(2)小球在A时具有的重力势能(取B处为零势能)为1J.
(3)计算小球由B到达A时克服摩擦力所做的功是1.4J.

点评:
本题考点: 机械能守恒定律;牛顿第二定律;向心力.

考点点评: 本题整合了牛顿运动定律、动能定理、重力势能等知识,关键抓住圆周运动的向心力是由指向圆心的合力提供.

1年前

10

lizazhao 幼苗

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(1)第一问考的是向心力
用牛二定律:mAg+F弹=mVA2/R
得F=11/5N=2.2N
(2)第二问考的是重力势能
E=mg(2R)=1J
(3)第三问考的是功能关系
可以用能量守恒:Q+1/2mVA2+mg(2R)=1/2mVB2=>Q=1.4J=>W摩擦=1.4J
或者动能定理-mg(2R)-W摩擦=1/2m...

1年前

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