如圖所示,ABC為一固定的半圓形軌道,軌道半徑R=0.4m,A、C兩點在同一水平面上.現從A點正上方h=2m的...
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問題詳情:
如圖所示,ABC為一固定的半圓形軌道,軌道半徑R=0.4m,A、C兩點在同一水平面上.現從A點正上方h=2m的地方以v0=4m/s的初速度豎直向下拋出一質量m=2kg的小球(可視為質點),小球剛好從A點進入半圓軌道.不計空氣阻力,重力加速度g取10m/s2.
(1)若軌道光滑,求小球下落到最低點B時的速度大小;
(2)若軌道光滑,求小球相對C點上升的最大高度;
(3)實際發現小球從C點飛出後相對C點上升的最大高度為h′=2.5m,求小球在半圓軌道上克服摩擦力所做的功.
【回答】
(1)小球從開始下落到最低點B的過程中,根據機械能守恆定律有:
mg(h+R)+=
代入數據得:vB==m/s=8m/s
(2)設小球相對C點上升的最大高度為H.
對於整個過程,根據機械能守恆定律有:
+mgh=mgH
解得:H=h+=2m+m=2.8m
(3)對於全過程,根據動能定理得:
mgh﹣mgh′+Wf=0﹣
解得:Wf=﹣6J
所以小球克服摩擦力所做的功 W克=﹣Wf=6J
答:(1)小球下落到最低點B時的速度大小為8m/s;
(2)小球相對C點上升的最大高度為2.8m;
(3)小球在半圓軌道上克服摩擦力所做的功為6J.
知識點:機械能守恆定律單元測試
題型:綜合題
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