Question

2．如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一個(gè)半徑為R的$\frac{1}{4}$圓弧軌道，一個(gè)質(zhì)量為m的小物體從軌道最高點(diǎn)A由靜止滑下，到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)恰好又靜止，問：
（1）物體在下滑過程中受到哪些力的作用？
（2）對(duì)小物塊做功的力各是什么力？做了多少功，大小各為多少？
（3）小物塊由A到B，其重力勢能變化了多少，如何變化？轉(zhuǎn)化成什么形式的能？有多少，用什么去量度？

Answer 1

分析 （1）按重力、彈力和摩擦力的順序分析物體的受力情況．
（2）根據(jù)力和位移的夾角分析做功的正負(fù)．由功的公式求出重力做功，由動(dòng)能定理求摩擦力做功．
（3）重力做功多少重力勢能就減少多少，減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

解答 解：（1）由題意可知，物體除受重力和支持力外，還受滑動(dòng)摩擦力；
（2）對(duì)小物塊做功的力重力和滑動(dòng)摩擦力，支持力對(duì)物體不做功；重力做正功，大小為mgR；根據(jù)動(dòng)能定理得：
mgR+W_f=0-0，
解得滑動(dòng)摩擦力為：W_f=-mgR
（3）小物塊由A到B，其重力勢能減小了mgR，轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，用滑動(dòng)摩擦力做的功去量度．
答：（1）物體受重力、支持力、滑動(dòng)摩擦力；
（2）對(duì)小物塊做功的力各是重力和滑動(dòng)摩擦力；重力做正功，大小為mgR；滑動(dòng)摩擦力做負(fù)功，大小為mgR；
（3）小物塊由A到B，其重力勢能減小了mgR，轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，用滑動(dòng)摩擦力做的功去量度．

點(diǎn)評(píng) 正確分析物體的受力情況，根據(jù)力和瞬時(shí)速度方向的夾角分析力做功的正負(fù)是基本能力，要加強(qiáng)訓(xùn)練，提高判斷能力．