- 2022年虹口区高三物理
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相关例题：
题目：
【高三物理】一质量为m的小球从高为H处自由下落，进入半径为R的圆形轨道，求小球在轨道中运动时克服摩擦力所做的功。
【分析】
1. 小球从高为H处自由下落，根据机械能守恒定律可求得小球进入轨道时的速度。
2. 小球在圆形轨道中运动时，受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用。
3. 摩擦力做功与路径有关，因此需要求出小球在轨道中运动的路径长度，再根据摩擦力做功公式求出克服摩擦力所做的功。
【解答】
初始状态：小球自由下落，高度为H，速度为v₀。
1. 根据机械能守恒定律，有：
mgH = 1/2mv₀²
解得：v₀ = sqrt(2gH)
小球进入圆形轨道后，受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用。
轨道对小球的弹力垂直于轨道面，因此弹力不做功。
小球在轨道中运动的路径长度为：S = 2πR
2. 摩擦力做功与路径有关，因此需要求出小球在轨道中运动的摩擦力所做的功。
根据摩擦力做功公式：Wf = f × S
其中，f为小球与轨道之间的摩擦系数。由于没有给出具体的摩擦系数，因此无法求出具体的摩擦力大小。但是可以假设摩擦系数为μ，则摩擦力大小为μmg。
因此，小球在轨道中运动时克服摩擦力所做的功为：
Wf = μmg × 2πR = 2μπRmg
【例题答案】
小球在圆形轨道中运动时克服摩擦力所做的功为：Wf = 2μπRmg。
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