(2011•宿迁模拟)如图甲所示,长为4m的水平轨道AB与半径为R=0.6m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接,有一质量为

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  • 解题思路:(1)对滑块从A到B的过程作为研究的过程,运用动能定理求出滑块到达B处时的速度大小.

    (2)根据牛顿第二定律求出滑块在水平轨道AB上运动前2m过程中加速度,根据运动学公式求出运动的时间.

    (3)滑块沿半圆弧轨道内侧上滑,并恰好能达到最高点C,知最高点弹力为零,根据牛顿第二定律求出临界的速度,根据动能定理求出滑块在半圆轨道上克服摩擦力所做的功.

    (1)滑块从A到B的过程中,由动能定理

    F1x1-F2x3-μmgx=[1/2m

    v2B]

    即 20×2-10×1-0.25×1×10×4=[1/2

    v2B]

    得:vB=2

    10(m/s)

    (2)在前2m内:F1-μmg=ma1

    且x1=[1/2a1

    t21]

    解得:t1=

    8

    35(s)

    (3)当滑块恰好能到达C点时,应有:mg=m

    v2c

    R

    滑块从B到C的过程中,由动能定理:W−mg2R=

    1

    2m

    v2C−

    1

    2m

    v2B

    得:W=-5(J) 即克服摩擦力做功为5J.

    答:(1)滑块到达B处时的速度大小为2

    10m/s.

    (2)滑块在水平轨道AB上运动前2m过程中所需的时间为

    8

    35s.

    (3)滑块在半圆轨道上克服摩擦力所做的功为5J.

    点评:

    本题考点: 动能定理的应用;匀变速直线运动的速度与时间的关系;牛顿第二定律.

    考点点评: 本题综合考查了牛顿第二定律、动能定理,并与直线运动、圆周运动相结合,综合性较强,是一道好题.