如图所示,竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道AB与光滑半圆形轨道BCD组成,水平轨道与圆弧轨道相切于B点,整个轨道固定在

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  • 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.

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