Question

【題目】如圖，一質量為m=10kg的物體，由圓弧軌道上端從靜止開始下滑，到達底端時的速度v=2m/s，然后沿水平面向右滑動1m距離后停止．已知軌道半徑R=0.4m，g=10m/s2，則：

（1）物體滑至圓弧底端時對軌道的壓力是多大？

（2）物體與水平面間的動摩擦因數μ是多少？

（3）物體沿圓弧軌道下滑過程中摩擦力做多少功？

Answer 1

【答案】（1）200N （2）0.2 （3）-20J

【解析】

試題（1）以物體為研究對象，在圓弧底端時，重力和支持力的合力提供向心力，根據牛頓第二定律得：

解得：

由牛頓第三定律：物體對軌道的壓力大小

（2）對物體研究，從底端到停止過程，受到重力、支持力和滑動摩擦力作用，重力、支持力都不做功，只有滑動摩擦力做負功，根據動能定理得：

解得：

（3）對物體研究，從圓弧軌道上端到底端過程，重力做正功、支持力不做功、滑動摩擦力做功，根據動能定理得：

解得：負號說明滑動摩擦力做負功