(1)以m为研究对象,设物体在恒力作用下的加速度为a,小物块到达B点时的速度为v B
水平方向根据牛顿运动定律:F-μmg=ma
v 2B =2as
代入数据得:v=6m/s
(2)设小物块到达D点时的速度为v D,因为小物块恰能到达D点
在D点应用牛顿第二定律得:mg=
mv 2D
R
设重力和摩擦力所做的功分别为W G和W f,对于从B到D过程由动能定理得:
-(2mgR+W f)=
1
2 m
v 2D -
1
2 m
v 2B
所以在圆形轨道上小物块克服摩擦力做的功为W f=9.6J
(3)设圆轨道光滑时,小物块到达D点时的速度为
v ′D ,对于从B到D过程由机械能守恒定律得:
1
2
mv 2D =2mgR+
1
2
mv ′2D
设小物块在D受到圆轨道的压力为N,所以:
N+mg=
mv ′2D
R
N=48N
答(1)撤去F时小物块的速度6.0m/s
(2)在半圆形轨道上小物块克服摩擦力做的功9.6J
(3)压力大小为48N