问题 计算题

如图,一质量为m=10kg的物体,由1/4圆弧轨道上端从静止开始下滑,到达底端时的速度v=2m/s,然后沿水平面向右滑动1m距离后停止.已知轨道半径R="0." 4m,g=10m/s2,则:

(1)物体滑至圆弧底端时对轨道的压力是多大?

(2)物体与水平面间的动摩擦因数μ是多少?

(3)物体沿圆弧轨道下滑过程中摩擦力做多少功?

答案

(1)200N   (2)0.2     (3)

题目分析:(1)以物体为研究对象,在圆弧底端时,重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律得:

  解得:

由牛顿第三定律:物体对轨道的压力大小

(2)对物体研究,从底端到停止过程,受到重力、支持力和滑动摩擦力作用,重力、支持力都不做功,只有滑动摩擦力做负功,根据动能定理得:

     解得:

(3)对物体研究,从圆弧轨道上端到底端过程,重力做正功、支持力不做功、滑动摩擦力做功,根据动能定理得:

解得:   负号说明滑动摩擦力做负功

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