如图所示,竖直平面内的轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成,小球从斜面上A点由静止开始滑下,滑到斜面底端后又滑上一个半径为R的圆轨道,
(1)若接触面均光滑.小球刚好能滑到圆轨道的最高点C,求通过最高点C的速度
(2)若接触面均光滑.小球刚好能滑到圆轨道的最高点C,求斜面高h.
(3)若已知小球质量m=0.1kg,斜面高h=2m,轨道半径R=0.4m,小球运动到C点时对轨道压力为mg,求全过程中克服摩擦阻力做的功.取g=10m/s2
【答案】(1)(2)2.5R;(3)0.8J
【解析】(1)小球刚好到达C点,重力提供向心力,由牛顿第二定律得:
解得
(2)从A到C过程机械能守恒,由机械能守恒定律得:mg(h-2R)=mv2
解得:h=2.5R;
(3)在C点,由牛顿第二定律得:,
从A到C过程,由动能定理得:mg(h-2R)+Wf=mvC2-0,
解得:Wf=-0.8J