问题 问答题

如图所示,AB是粗糙的

1
4
圆弧,半径为R,OA水平,OB竖直,O点离地面高度为2R,一质量为m的小球,从A点静止释放,不计空气阻力,最后落在距C点R处的D点.求:

①小球经过B点时,对轨道的压力?

②小球在AB段克服阻力做的功?

答案

①B到D小球做平抛运动

sCD=R=vBt
hBC=R=
1
2
gt2

解得vB=

gR
2

B点小球受重力和支持力的合力提供向心力,

有牛顿第二定律得

N-mg=m
v2B
R

解得 N=

3
2
mg

由牛顿第三定律,小球对轨道的压力N′=

3
2
mg,竖直向下

②小球从A到B的过程中,由动能定理得:

mgR+Wf=
1
2
m
v2B
-0

解得;

Wf
=-
3
4
mgR

即小球克服阻力做功为

3
4
mgR

答:小球经过B点时,对轨道的压力为

3
2
mg,方向竖直向下;小球在AB段克服阻力做的功为
3
4
mgR

单项选择题
单项选择题