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有一个固定竖直放置的圆形轨道,半径为R,由左右两部分组成.如图所示,右半部分AE...

有一个固定竖直放置的圆形轨道,半径为R,由左右两部分组成.如图所示,右半部分AEB是光滑的,左半部分BFA是粗糙的.现在最低点A给一质量为m的小球一个水平向右的初速度,使小球沿轨道恰好运动到最高点B,小球在B点又能沿BFA回到A点,到达A点时对轨道的压力为4mg.求
(1)小球的初速度V
(2)由B经F回到A的过程中克服摩擦力所做的功.

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1、给小球一初速度后,小球沿AEB做圆周运动,小球恰好过最高点,故在最高点B处只受重力,由解得小球在B点的速度.解决该题关键在于此.然后有动能定理或机械能守衡定律解出v. 2、在最低点A、小球受到的支持力和重力的合力充当向心力.由此可以解出vA.再由动能定理即可解出摩擦力作的功. 【解析】 (1)由于小球恰好到达B点, 故小球沿AEB到B点的速度是, 解得: 由动能定理: 解得:  (2)由于回到A点时对轨道压力为4mg,对小球受力分析:小球受到竖直向下的重力mg和竖直向上的支持力4mg.支持力和重力的合力充当向心力.根据牛顿定律: ,解得:; 小球由B经F回到A的过程中, 由动能定理:和,三式联立解得: Wf=mgR 答:(1)小球的初速度;    (2)由B经F回到A的过程中克服摩擦力所做的功为mgR.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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