Question

如图，一质量为m=10kg的物体，由1/4圆弧轨道上端从静止开始下滑，到达底端时的速度v=2m/s，然后沿水平面向右滑动1m距离后停止.已知轨道半径R=0. 4m，g=10m/s2，则：

（1）物体滑至圆弧底端时对轨道的压力是多大？

（2）物体与水平面间的动摩擦因数μ是多少？

（3）物体沿圆弧轨道下滑过程中摩擦力做多少功？

 

Answer 1

（1）200N （2）0.2 （3）

【解析】

试题分析：（1）以物体为研究对象，在圆弧底端时，重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得：

解得：

由牛顿第三定律：物体对轨道的压力大小

（2）对物体研究，从底端到停止过程，受到重力、支持力和滑动摩擦力作用，重力、支持力都不做功，只有滑动摩擦力做负功，根据动能定理得：

解得：

（3）对物体研究，从圆弧轨道上端到底端过程，重力做正功、支持力不做功、滑动摩擦力做功，根据动能定理得：

解得：　　　负号说明滑动摩擦力做负功

考点：本题考查牛顿运动定律、动能定理的应用、向心力、摩擦力做功，意在考查考生的理解能力和综合应用能力。