Question

4．小球在沒(méi)有空氣阻力的情況下，沿?zé)o摩擦軌道運(yùn)動(dòng)．

（1）如圖1所示，小球從A點(diǎn)靜止釋放，小球能否到達(dá)C點(diǎn)？能．
（2）將軌道BC段改為水平，如圖2所示．小球仍從A點(diǎn)靜止釋放，以小球經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在圖3中大致畫出小球在MN段運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖線．
（3）如果軌道不是光滑的，將軌道BC段改為水平面，小球從A點(diǎn)靜止釋放，運(yùn)動(dòng)的小球在水平面上碰上木塊后，推著木塊移動(dòng)了一段距離，在J處處于減速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，最后靜止在水平面上K處，如圖4所示．請(qǐng)?jiān)趫D中分別畫出小球在A處的重力示意圖以及木塊在J處和K處的受力示意圖．

Answer 1

分析 （1）在不計(jì)阻力和摩擦的情況下，機(jī)械能是守恒的．
（2）據(jù)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律可知，一切物體在沒(méi)有受到外力時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
（3）畫力的示意圖，首先要對(duì)物體進(jìn)行受力分析，看物體受幾個(gè)力，要先分析力的大小、方向和作用點(diǎn)，再按照畫圖的要求畫出各個(gè)力．

解答 解：（1）小球從A點(diǎn)靜止釋放，由于不計(jì)空氣阻力和摩擦，沒(méi)有機(jī)械能的損失，所以小球能到達(dá)C點(diǎn)；
（2）分析可知，小球在MN段，在豎直方向上受到重力和支持力是一對(duì)平衡力，由于不計(jì)空氣阻力和摩擦力，在水平方向上不受力的作用，因?yàn)樾∏蛟瓉?lái)是運(yùn)動(dòng)的，所以小球在MN段做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如下圖：

（3）①重力的方向是豎直向下的，過(guò)重心畫一條帶箭頭的豎直向下的有向線段，用G表示，即為小球在A處的重力示意圖；
②分析可知，木塊在J處時(shí)，在豎直方向上受到豎直向下的重力和豎直向上的支持力，這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力，在水平方向上受到小球?qū)λ�的水平向右的推力，水平向左的摩擦力，因�(yàn)樘幱跍p速狀態(tài)，故推力小于摩擦力；過(guò)木塊重心，按照力的示意圖的畫法畫出各個(gè)力即可；
③分析可知，木塊在K處時(shí)，在豎直方向上受到豎直向下的重力和豎直向上的支持力，這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力，在水平方向上處于靜止?fàn)顟B(tài)，再受到受到推力和摩擦力，過(guò)木塊重心，按照力的示意圖的畫法畫出重力和支持力即可，如圖所示：

故答案為：（1）能；
（2）見(jiàn)解答圖；
（3）見(jiàn)解答圖．

點(diǎn)評(píng) （1）讀懂題意，知道在不計(jì)空氣阻力和摩擦的情況下，機(jī)械能是守恒的．會(huì)分析動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，會(huì)對(duì)物體進(jìn)行受力分析等，是解答本題的關(guān)鍵．
（2）畫力的示意圖的一般步驟為：一畫簡(jiǎn)圖二定點(diǎn)，三畫線，四畫尖，五把力的符號(hào)標(biāo)尖邊．按照這個(gè)作圖步驟，很容易能夠畫出指定力的示意圖．