问题
计算题
(选考题)(13分)如图所示,由细管道组成的竖直轨道,其圆形部分半径分别是R和,质量为m的小球通过这段轨道时,在A处刚好对管壁无压力,在B点处对内轨道的压力为
.求由A运动到B的过程
中摩擦力对小球做的功.
答案
-mgR
小球由A运动到B的过程中做变速圆周运动,摩擦力既是变力又是未知力,故考虑用动能定理间接求此力做的功.
在A点用牛顿第二定律:mg=m
同理在B点为:mg-FN=m
由已知条件:FN=mg
在A→B过程中对小球根据动能定理得:
Wf +mgR=mvB2-
mvA2
联立以上各式解得:Wf =-mgR.