如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点衔接,导轨半径为R,一个质量为m的物块以某一速度向右运动,当它经过B

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  • 解题思路:研究物体经过B点的状态,根据牛顿运动定律求出物体经过B点的速度,物体恰好到达C点时,由重力充当向心力,由牛顿第二定律求出C点的速度,物体从B到C的过程,运用动能定理求解克服阻力做的功.

    物块在B点时受力mg和导轨的支持力N=7mg.

    由牛顿第二定律,有 7mg−mg=m

    vB2

    R得:vB=

    6gR

    物块在C点仅受重力.据牛顿第二定律,有:

    mg=m

    vC2

    R

    解得:vC=

    gR

    物体从B到C只有重力和阻力做功.根据动能定理,有:Wf-mg•2R=EkC-EkB

    得:物体从B到C阻力做的功为:Wf=

    1

    2m•gR−

    1

    2m•6gR+mg•2R=−

    1

    2mgR

    即物块从B至C克服阻力做的功为

    1

    2mgR.

    答:物块从B到C点克服阻力所做的功为

    1

    2mgR.

    点评:

    本题考点: 动能定理的应用;向心力.

    考点点评: 本题的解题关键是根据牛顿第二定律求出物体经过B、C两点的速度,再结合动能定理求解,难度适中.

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