如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点衔接,导轨半径为R,一个质量为m的物块以某一速度向右运动,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,而后向上运动恰
问题描述:
如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点衔接,导轨半径为R,一个质量为m的物块以某一速度向右运动,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,而后向上运动恰能完成半圆周运动到C点,求物块从B到C点克服阻力所做的功?
答
物块在B点时受力mg和导轨的支持力N=7mg.
由牛顿第二定律,有 7mg−mg=m
得:vB=vB2 R
6gR
物块在C点仅受重力.据牛顿第二定律,有:
mg=m
vC2 R
解得:vC=
gR
物体从B到C只有重力和阻力做功.根据动能定理,有:Wf-mg•2R=EkC-EkB
得:物体从B到C阻力做的功为:Wf=
m•gR−1 2
m•6gR+mg•2R=−1 2
mgR1 2
即物块从B至C克服阻力做的功为
mgR.1 2
答:物块从B到C点克服阻力所做的功为
mgR.1 2