用水平拉力拉著滑塊沿半徑為R的水平圓軌道運(yùn)動一周,如圖所示,已知物塊與軌道間動摩擦因數(shù)為μ,物塊質(zhì)量為m,求此過程中摩擦力所做的功.

答案:-2μmgπR
解析:

  分析:由題意知,物體受到的摩擦力在整個過程中大小為f=μmg不變,方向時刻變化,是變力,我們可以把圓周分成無數(shù)段小微元段,每一小段可近似看成直線,從而摩擦力在每一小段上方向不變,每一小段可用恒力做功的公式計(jì)算,然后各段累加起來,便可求得結(jié)果,這種思維方法叫做微元法.

  解:把圓軌道分成s1、s2、s3……微元段,摩擦力在每一段上為恒力,則在每一段上做的功W1=-μmgs1,W2=-μmgs2,W3=-μmgs3……Wn=-μmgsn

  W=w1+w2+w3+……+wn

 。剑蘭g(s1+s2+s3+……+sn)=-μmg·2πR

  所以滑塊運(yùn)動一周,摩擦力做功為W=-2μmgπR.


提示:

  (1)摩擦力做功的計(jì)算公式W=Fs,其中s為物體運(yùn)動的路程.

  (2)空氣阻力和介質(zhì)阻力大小恒定的情況下,做功的計(jì)算與摩擦力做功的計(jì)算相同.


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,桿長遠(yuǎn)大于球的半徑,開始時從外面用絕緣輕繩拉著b球使a球靠近M板但不接觸.現(xiàn)對輕繩施以沿桿方向的水平恒力拉著b球和a球由靜止向右運(yùn)動,當(dāng)b球剛從小孔離開電場時,撤去拉力,之后a球也恰好能離開電場.求運(yùn)動過程中b球離開電場前和離開電場后(a球還在電場中)輕桿中的彈力之比.不計(jì)兩球間庫侖力,球視為點(diǎn)電荷.

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