如图所示,竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道AB与光滑半圆形轨道BCD组成,水平轨道与圆弧轨道相切于B点,整个轨道固定在
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解题思路:1、在小物块运动的整个过程中,重力做功为0,摩擦力做负功-1.5μmgL,根据动能定理求解μ.

2、从A到B由动能定理求的到达B点的速度

3、若小物块刚好到达D处,只受重力,重力提供向心力,由此计算出此时的速度.从A到D的过程中运用动能定理可计算出此时的初动能.

(1)小物块最终停在AB的中点,在这个过程中由动能定理得:

-μmg(L+0.5L)=0-E

解得:μ=

2E

3mgL

(2)小物块沿水平轨道从A到B,由动能定理得:

−μmgL=

1

2m

v2B−E,

解得:vB=

2E

3m

(3)若小物块刚好到达D处,

则:mg=m

v2D

R,

从A到D,由动能定理得:

−μmgL−mg2R=

1

2m

v2D−E′,

E′=

5

2mgR+

2

3E.

即小物块的初动能应至少提高到E′=

5

2mgR+

2

3E.

答:(1)小物块与水平轨道的动摩擦因数μ为[2E/3mgL];

(2)小物块经过B点时的速度大小为

2E

3m;

(3)若使小物块能从圆轨道的最高点D离开轨道,小物块的初动能应至少提高到

5

2mgR+

2

3E

点评:

本题考点: 动能定理;向心力.

考点点评: 本题是简单的多过程问题,要灵活选择研究的过程.要抓住重力做功与路径无关,而滑动摩擦力做功与路程有关的特点.

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