Question

如圖所示，Q是一個(gè)帶半圓形軌道的物體，固定在地面上，軌道位于豎直平面內(nèi)，A．b兩端點(diǎn)等高。金屬塊P從H高處自由下落，滑過(guò)Q從b點(diǎn)豎直上升，到達(dá)的最大高度是H / 2。當(dāng)它再次落下，滑過(guò)Q后，
A．恰能到達(dá)a點(diǎn)
B．能沖出a點(diǎn)
C．不能到達(dá)a點(diǎn)
D．無(wú)法確定

Answer 1

B

金屬塊P兩次滑過(guò)Q的弧形槽經(jīng)過(guò)的路程是相同的，關(guān)鍵要看滑動(dòng)摩擦力是否相同。滑動(dòng)摩擦力是與壓力大小成正比的，而在圓周運(yùn)動(dòng)中，壓力大小又與運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，第一次滑過(guò)Q時(shí)，是從H高處下落的，到達(dá)a點(diǎn)時(shí)速度較大，而率二次滑過(guò)Q時(shí)，是從H/2高處下落的，到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度較小。
雖然兩次滑過(guò)Q的過(guò)程都是變速運(yùn)動(dòng)，我們無(wú)法定量計(jì)算，但定性關(guān)系還是應(yīng)該清楚的）用較大的速度做圓周運(yùn)動(dòng)，需要的向心力較大，因此弧形槽對(duì)金屬塊的支持力較大，即壓力較大，從而滑動(dòng)摩擦力也較大，因此第一次滑過(guò)Q的過(guò)程，克服摩擦力較多，消耗的機(jī)械能也較多，它恰等于mgh/2，第二次則速度較小，摩擦力也較小，克服摩擦力做功也較少，因此消耗的機(jī)械能必小于mgh/2，即它滑過(guò)Q后尚有動(dòng)能存在，因此會(huì)沖出b點(diǎn)。