Question

【題目】如圖所示，某同學利用電子秤、輕質材料做成的凹形軌道，研究小球通過凹形軌道的運動。由于小球質量遠大于凹形軌道的質量，下面計算中可以忽略凹形軌道的質量。已知凹形軌道最下方為半徑為R的圓弧軌道，重力加速度為g。

（1）把凹形軌道放在電子秤上，小球放在軌道最低點，電子秤讀數(shù)為。

（2）讓小球從離軌道最低點H處由靜止釋放，當小球通過軌道最低點時，電子秤讀數(shù)為。

（3）根據(jù)電子秤兩次讀數(shù)可知，小球通過軌道最低點時的速度為__________。這說明小球通過凹形軌道最低點時處于_________（填“超重”“失重”或“平衡”）狀態(tài)。

（4）小球從離軌道最低點高H處由靜止釋放到通過最低點的過程中克服摩擦力做功為______。

Answer 1

【答案】 超重

【解析】（3）以小球為研究對象，根據(jù)牛頓第二定得，據(jù)題有．

聯(lián)立可得：，小球通過凹形軌道最低點時有向上的加速度，處于超重狀態(tài)．

（4）小球從離軌道最低點高H處由靜止釋放到通過最低點的過程中，由功能原理知，小球克服摩擦力做功等于小球機械能的減少，為：．