一内壁粗糙的环形细圆管,位于***平面内,环的半径R(比细管的直径大得多),在圆管中有一个直径于细管内径相同的小球(可看做质点),小球的质量为m,设某一时刻小球通过轨道的最低点时对管壁的压力为6mg,此后小球便做圆周运动,经过半个圆恰好能通过最高点,在此过程中小球克服摩擦力所做的功为?
1)首先计算小球在轨道最低点的机械能
N-mg=mv1^2/R (V1为速率)
N=6mg
则:
最低点动能为(mv1^2)/2=5mgR/2
势能可设为0
2)计算小球在轨道最高点的机械能
恰好能通过最高点
mg=(mv2^2)/R (V2为速率)
则:
最高点小球动能为(mv2^2)/2=mgR/2
最高点势能为mg*2R
2)有功能原理可知:小球克服阻力所做的功等于机械能的减少量
W=5mgR/2+0-(mgR/2+mg*2R)=0
【结果有点奇怪】