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如图所示,水平轨道与竖直平面内的圆弧轨道平滑连接后固定在水平地面上,圆弧轨道B端的切线沿水平方向。质量m=1.0kg的滑块(可视为质点)在水平恒力F=10.0N的作用下,从A点
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问题描述:

如图所示,水平轨道与竖直平面内的圆弧轨道平滑连接后固定在水平地面上,圆弧轨道B端的切线沿水平方向。质量m=1.0kg的滑块(可视为质点)在水平恒力F=10.0N的作用下,从A点由静止开始运动,当滑块运动的位移x=0.50m时撤去力F。已知A、B之间的距离x0=1.0m,滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.10,取g=10m/s2。求:

(1)在撤去力F时,滑块的速度大小;

(2)滑块通过B点时的动能;

(3)滑块通过B点后,能沿圆弧轨道上升的最大高度h=0.35m,求滑块沿圆弧轨道上升过程中克服摩擦力做的功。

陈业仙回答:
  (1)滑动摩擦力f=μmg (1分)设滑块的加速度为a1,根据牛顿第二定律F-μmg=ma1 (1分)解得a1=9.0m/s2 (1分)设滑块运动位移为0.50m时的速度大小为v,根据运动学公式 v2=2a1x (2分) 解得v=3.0m/s (1分)(2)设滑块通过B点时的动能为EkB从A到B运动过程中,依据动能定理有W合=ΔEk Fx-fx0=EkB, (4分)解得EkB=4.0J (2分)(3)设滑块沿圆弧轨道上升过程中克服摩擦力做功为Wf,根据动能定理 -mgh-Wf=0-EkB (3分) 解得Wf=0.50J (1分)
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