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如图所示,在竖直平面内有一个半径为R的圆弧轨道.半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A正上方P点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力,已知AP=2R,重力加速度为g,则小球从P到B的运动过程中


  1. A.
    重力做功2mgR
  2. B.
    机械能减少mgR
  3. C.
    合外力做功mgR
  4. D.
    克服摩擦力做功数学公式mgR
D
分析:小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力,根据牛顿第二定律求解出B点的速度;然后对从P到B过程根据功能关系列式判读.
解答:A、重力做功与路径无关,只与初末位置有关,故P到B过程,重力做功为WG=mgR,故A错误;
B、小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力,根据牛顿第二定律,有mg=m,解得
从P到B过程,重力势能减小量为mgR,动能增加量为=,故机械能减小量为:mgR-,故B错误;
C、从P到B过程,合外力做功等于动能增加量,故为=,故C错误;
D、从P到B过程,克服摩擦力做功等于机械能减小量,故为mgR-,故D正确;
故选D.
点评:解决本题的关键知道球到达C点时对轨道的压力为0,有mg=m,以及能够熟练运用动能定理.
练习册系列答案
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圆弧轨道,其半径R=0.4m,轨道的最低点距地面高度h=1.25m.质量m=0.1kg的小滑块从轨道的最高点由静止释放,到达最低点时以一定的水平速度离开轨道,落地点距轨道最低点的水平距离s=0.8m.空气阻力不计,取g=l0m/s2,求:
(1)小滑块离开轨道时的速度大小;
(2)小滑块在轨道上运动的过程中,摩擦力所做的功.

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(1)若要使小球始终紧贴外圆做完整的圆周运动,初速度v0至少为多少
(2)若v0=3.8m/s,经过一段时间小球到达最高点,内轨道对小球的支持力F=2N,则小球在这段时间内克服摩擦力做的功是多少
(3)若v0=3.9m/s,经过足够长的时间后,小球将在BAD间做往复运动,则小球经过最低点A时受到的支持力为多少?小球在整个运动过程中减少的机械能是多少.

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