有一竖直放置的圆形轨道,半径为R,由左右两部分组成,如图所示,右半部分AEB是光滑的,左半部分BFA是粗糙的,现在轨道最低点A放一个质量m的小球,并给小球一个水平向右的初
◎ 题目
有一竖直放置的圆形轨道,半径为R,由左右两部分组成,如图所示,右半部分AEB是光滑的,左半部分BFA是粗糙的,现在轨道最低点A放一个质量m的小球,并给小球一个水平向右的初速度v0,使小球沿轨道恰好运动到最高点B,且又能沿BFA轨道回到A点,小球回到A点时轨道的压力为4mg. 在求小球由BFA回到A点的速度vA时,甲同学的解法是:由于回到A点时对轨道的压力为4mg,故4mg=m
在求小球在A点的初速度v0时,乙同学的解法是:由于小球恰好到达B点,故小球在B点的速度为零,则有:
试按以下要求作答: (1)你认为甲、乙两同学的解法是否正确?若不正确,请给出正确解法. (2)在小球由B点沿BFA轨道返回A点的过程中,求小球克服摩擦力做的功. |
◎ 答案
(1)甲同学的解法不正确 正确解法: 由于小球回到A点时轨道压力为4mg,则有: 4mg-mg=m
得vA=
乙同学的解法不正确 正确解法: 小球恰好到达B点时的速度不为零,设速度为vB,则有: mg=m
由机械能守恒定律得:
由②③式解得:v0=
(2)在小球由B点沿BFA轨道返回到A点的过程中,由动能定理得: mg?2R-W摩=
|