如图所示,ABC为一固定的半圆形轨道,轨道半径R=0.4m,A、C两点在同一水平面上.现从A点正上方h=2m的地方以v0

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  • 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=-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.