解题思路:(1)若轨道光滑,小球从开始下落到最低点B的过程中,只有重力做功,机械能守恒,列式即可求得小球下落到最低点B时的速度大小;
(2)对于整个过程,运用机械能守恒求解小球相对C点上升的最大高度;
(3)对于全过程,根据动能定理求解小球在半圆轨道上克服摩擦力所做的功.
(1)小球从开始下落到最低点B的过程中,根据机械能守恒定律有:
mg(h+R)+[1/2m
v20]=[1/2m
v2B]
代入数据得:vB=
2g(h+R)+
v20=
2×10×(2+0.4)+42m/s=8m/s
(2)设小球相对C点上升的最大高度为H.
对于整个过程,根据机械能守恒定律有:
[1/2m
v20]+mgh=mgH
解得:H=h+
v20
2g=2m+
42
2×10m=2.8m
(3)对于全过程,根据动能定理得:
mgh-mgh′+Wf=0-[1/2m
v20]
解得:Wf=-6J
所以小球克服摩擦力所做的功 W克=-Wf=6J
答:(1)小球下落到最低点B时的速度大小为8m/s;
(2)小球相对C点上升的最大高度为2.8m;
(3)小球在半圆轨道上克服摩擦力所做的功为6J.
点评:
本题考点: 动能定理的应用;机械能守恒定律.
考点点评: 轨道光滑时,往往物体的机械能守恒;对于有摩擦力的情况,根据动能定理求解摩擦力做功是常用的方法.