一根细钢管被弯成半径为R的圆形,如图所示,管的直径与圆的半径相比可以忽略不计,管内有一质量为m的小球做圆周运动,某次小球经过最低点时对管的压力为6mg,此后它转过半周后刚好能通过最高点,则在此过程中,小球克服摩擦力做的功为多少?

问题描述:

一根细钢管被弯成半径为R的圆形,如图所示,管的直径与圆的半径相比可以忽略不计,管内有一质量为m的小球做圆周运动,某次小球经过最低点时对管的压力为6mg,此后它转过半周后刚好能通过最高点,则在此过程中,小球克服摩擦力做的功为多少?

由向心力公式可得:
最低点:6mg-mg=m

v2
R

最高点速度为零;
则由动能定理可知;
-2mgR-Wf=0-
1
2
mv2
联立解得:
Wf=0.5mgR;
答:小球克服摩擦力做功为0.5mgR.
答案解析:由向心力公式可求得小球在最低点及最高点的速度,再由动能定理即可求得克服摩擦力所做的功.
考试点:动能定理的应用;向心力.

知识点:本题考查动能定理的应用及向心力公式,要注意本题中钢管应视为杆模型,最高点速度大于等于零即可通过.