解题思路:(1)小物块无初速释放,做自由落体运动,根据速度位移公式即可求得速度;
(2)物块在光滑圆弧轨道ABC上做圆周运动,可根据向心力公式求出轨道对其支持力,其中要先根据机械能守恒或动能定理求出到达B点的速度;
(3)通过自开始下落至运动至D点的过程中运用动能定理求出滑动摩擦力,再根据f=μFN求得μ.
(1)设物块运动至A时的速度为vA,物块做自由落体运动vA =
2gh=
gR
(2)物块第一次运动至B时速度为vB,从A运动到B的过程中机械能守恒,则:
mg(h+R)=
1
2mvB2
设物块运动至B时轨道对物块的支持力为N,N−mg=m
vB2
R
解得N=4mg
根据牛顿第三定律可知对轨道的压力为4mg
(3)由题意可知CD之间的距离为R,设物体与斜面CD之间的动摩擦因数为μ,
自开始下落至运动至D点,根据动能定理mgh-μmgRcos45°=0
解得μ=
2
2
答:(1)物块运动至A时的速度为
gR;(2)物块第一次运动至B时对轨道的压力为4mg;(3)物体与斜面CD之间的动摩擦因数为
2
2.
点评:
本题考点: 动能定理的应用;向心力.
考点点评: 本题考查了自由落体运动和圆周运动相关公式的应用,在不涉及到具体的运动过程或求变力做功时,运用动能定理解题比较简洁、方便.