Question

如图所示，轨道ABC的AB是半径为5m的光滑14圆弧，BC段为粗糙的水平轨道，且圆弧与水平轨道在B点相切．质量

如图所示，轨道ABC的AB是半径为5m的光滑14圆弧，BC段为粗糙的水平轨道，且圆弧与水平轨道在B点相切．质量为2kg的滑块从A点由静止开始下滑，在水平轨道上运动了20m后停在C点．若空气阻力不计，取g=10m/s2．求：（1）滑块到达B点时的速度为多少？（2）滑块在水平轨道BC上受到的滑动摩擦力大小f为多少？

Answer 1

（1）滑块从A到B过程中，机械能守恒，滑块到达B点时的动能E_k等于滑块在A处的重力势能，得：
E_k=

1

2

mvB2=mgR=2×10×5J=100J，
解得：v_B=10m/s
（2）滑块在水平面上运动的过程中滑动摩擦力做功，由△E_k=-fs   
得：f＝?

△k

s

＝

0?100

20

＝?5N，即摩擦力的大小为5N．
答：（1）滑块到达B点时的动能E_k为10m/s；
（2）滑块在水平轨道BC上受到的滑动摩擦力大小f为5N．