Question

竖直放置的14光滑圆弧轨道AB，与水平轨道BC连接圆弧轨道半径R=1m，一质量为m=2kg的物块至A点静止开始下滑

竖直放置的14光滑圆弧轨道AB，与水平轨道BC连接圆弧轨道半径R=1m，一质量为m=2kg的物块至A点静止开始下滑，经B点进入水平轨道BC，已知物块以水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2，（g=10m/s2）求：（1）物块到达B点时速度的大小？（2）物块在水平轨道上滑行的距离？（3）若从物块停止处，用水平推力反向推物块，使之恰好能到达A点，该水平推力对物块做的功是多少？

Answer 1

（1）小物块从A运动到B的过程中只有重力做功，由机械能守恒定律，得：mgR=

1

2

m

v

2 B

得：vB＝

gR

＝

10×1

m/s＝

10

m/s
（2）从开始运动到停止的过程中，重力与摩擦力做功，由动能定理得：
mgR-μmgx=0-0
得：x＝

mgR

μmg

＝

R

μ

＝

1

0.2

m＝5m
（3）力F推小物块由C经B沿圆弧形光滑轨道运动到A的过程中，摩擦力和重力均做负功，由动能定理得：
W_F-mgR-μmgx=0
解得：W_F=mgR+μmgx=2mgR=2×2×10×1=40J
答：（1）小物块到达圆弧轨道末端B点时的速度是

10

m/s．
（2）小物块在水平面上滑动的最大距离为5m；
（3）此过程中F做的功为40J．