解题思路:1、在小物块运动的整个过程中,重力做功为0,摩擦力做负功-1.5μmgL,根据动能定理求解μ.
2、从A到B由动能定理求的到达B点的速度
3、若小物块刚好到达D处,只受重力,重力提供向心力,由此计算出此时的速度.从A到D的过程中运用动能定理可计算出此时的初动能.
(1)小物块最终停在AB的中点,在这个过程中由动能定理得:
-μmg(L+0.5L)=0-E
解得:μ=
2E
3mgL
(2)小物块沿水平轨道从A到B,由动能定理得:
−μmgL=
1
2m
v2B−E,
解得:vB=
2E
3m
(3)若小物块刚好到达D处,
则:mg=m
v2D
R,
从A到D,由动能定理得:
−μmgL−mg2R=
1
2m
v2D−E′,
E′=
5
2mgR+
2
3E.
即小物块的初动能应至少提高到E′=
5
2mgR+
2
3E.
答:(1)小物块与水平轨道的动摩擦因数μ为[2E/3mgL];
(2)小物块经过B点时的速度大小为
2E
3m;
(3)若使小物块能从圆轨道的最高点D离开轨道,小物块的初动能应至少提高到
5
2mgR+
2
3E
点评:
本题考点: 动能定理;向心力.
考点点评: 本题是简单的多过程问题,要灵活选择研究的过程.要抓住重力做功与路径无关,而滑动摩擦力做功与路程有关的特点.