如图所示,光滑的1/4圆弧轨道AB固定在竖直平面内,轨道的B点与水平面相切,其半径为OA=OB=R.有一小物体自A点由静止开始下滑到B点,然后沿水平面前进S,到达C点停止,当地的重力加速度为g.试求:(1)物体到达B点时的速率;(2)物体与水平面之间的动摩擦因数.

问题描述:

如图所示,光滑的1/4圆弧轨道AB固定在竖直平面内,轨道的B点与水平面相切,其半径为OA=OB=R.有一小物体自A点由静止开始下滑到B点,然后沿水平面前进S,到达C点停止,当地的重力加速度为g.试求:

(1)物体到达B点时的速率;
(2)物体与水平面之间的动摩擦因数.

(1)设小物体的质量为m,由A到B,以水平面为参考面,根据机械能守恒定律,
有  mgR=

1
2
mv2
解得物体到达B点时的速率为 v=
2gR

(2)由A到C,根据动能定律,有mgR-μmgS=0
解得物体与水平面间的动摩擦因数为μ=
R
S

答:(1)物体到达B点时的速率为
2gR

(2)物体与水平面之间的动摩擦因数为
R
S

答案解析:了解研究对象的运动过程是解决问题的前提,选取某一过程作为研究过程,运用动能定理解题.不同的问题可能选择不同的研究过程,要看求解的是什么物理量.一个题目需要选择不同的过程多次运用动能定理研究.
考试点:动能定理的应用;机械能守恒定律.
知识点:动能定理的应用范围很广,可以求速度、力、功等物理量,特别是可以去求变力功.一个题目可能需要选择不同的过程多次运用动能定理研究.对于一个量的求解可能有多种途径,我们要选择适合条件的并且简便的.