如图所示,质量为m的小球*下落d后,沿竖直面内的固定轨道ABC运动,AB是半径为d的四分之一粗糙圆弧,BC是直径为d的光滑半圆弧,B是轨道的最低点,小球运动到C点对轨道的压力恰为零.
问题描述:
如图所示,质量为m的小球*下落d后,沿竖直面内的固定轨道ABC运动,AB是半径为d的四分之一粗糙圆弧,BC是直径为d的光滑半圆弧,B是轨道的最低点,小球运动到C点对轨道的压力恰为零.求小球在AB圆弧上运动过程中,克服摩擦力做了多少功?
答
小球在C点,由重力提供小球的向心力,则得:mg=m
,
v
2C
R
又 R=
d,1 2
解得:vC=
gd 2
从出发点到C点小球由动能定理得:mgd+Wf=
m1 2
−0
v
2C
解得:Wf=−
mgd3 4
所以,克服摩擦力做功为
mgd.3 4
答:小球在AB圆弧上运动过程中,克服摩擦力做功为
mgd.3 4