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點的切線方向恰好為水平方向.一個質(zhì)量為m=2.0kg的小滑塊,從軌道頂端A點由靜止開始沿軌道下滑,到達軌道末端B點時的速度為v=4.0m/s,然后做平拋運動,落到地面上的C點.若軌道B端距地面的高度h=5.0m(不計空氣阻力,取g=10m/s2),求:
(1)小滑塊在AB軌道克服阻力做的功;
(2)小滑塊落地時的動能.
分析:(1)小滑塊從A運動至B過程中,重力做正功,摩擦力做負功,支持力不做功,可根據(jù)動能定理列式求解;
(2)小滑塊由B運動到C過程,只有重力做功,機械能守恒,可有機械能守恒定律列式求解;也可用動能定理列式求解;還可以有平拋運動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)小滑塊落地時的動能為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
即小滑塊落地時的動能為116J.
點評:小球的運動分為兩個過程,分析清楚兩個過程中各個力做功的情況后,可以用動能定理列式求解,同時要注意能用機械能守恒定律求解的問題都能用動能定理求解!
練習(xí)冊系列答案
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精英家教網(wǎng)如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一個粗糙的
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圓弧軌道,其半徑R=0.4m,軌道的最低點距地面高度h=1.25m.質(zhì)量m=0.1kg的小滑塊從軌道的最高點由靜止釋放,到達最低點時以一定的水平速度離開軌道,落地點距軌道最低點的水平距離s=0.8m.空氣阻力不計,取g=l0m/s2,求:
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(1)若要使小球始終緊貼外圓做完整的圓周運動,初速度v0至少為多少
(2)若v0=3.8m/s,經(jīng)過一段時間小球到達最高點,內(nèi)軌道對小球的支持力F=2N,則小球在這段時間內(nèi)克服摩擦力做的功是多少
(3)若v0=3.9m/s,經(jīng)過足夠長的時間后,小球?qū)⒃贐AD間做往復(fù)運動,則小球經(jīng)過最低點A時受到的支持力為多少?小球在整個運動過程中減少的機械能是多少.

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