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问题: 高中物理题,质量2kg的物体在竖直平面内、半径为1m的1/4圆

请老师讲得细点,本人底子有点弱~~谢谢勒!

解答:

1
由于圆形轨道AB、CD均光滑,故在圆形轨道上物体的能量不会损失。在BC上,由于摩擦力的存在,物体的能量(动能)逐渐减小,故在BC段上往返的次数越少,物体在CD轨道上上升的高度就越大
所以,当物体第一次进入CD轨道时,能够上升的高度是最大的
由能量守恒可以得到:
mgR-μmgL=mgh
所以,h=R-μL=1-0.2*2=0.6m

2.
由前面的分析知,物体在圆形轨道AB、CD上无能量损失,只在BC段上有能量损失。假设物体在BC段上往返通过的总路程为s。则,由能量守恒得到:
mgR=μmgs
所以,s=R/μ=1/0.2=5m
那么,物体最终停留在BC段的正中间。
(因为从B到C是2米,然后进入轨道CD;接着从CD下来,又通过C到B,也是2米,进入轨道AB。然后又下来,停留在BC正中间,距离是1米。这样就是:2+2+1=5m)