Question

如图所示，一半径为，粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径水平。轨道上的A点离的距离为，一质量为的质点自点上方某处由静止开始下落，从点进入轨道后刚好能到达点并能再次返回经过点。已知质点第一次滑到轨道最低点时速率为，第一次到达A点时速率为，选定点所在的水平面为重力势能的零势能面，则（      ）

A．

B．

C．从N到Q的过程中，动能与势能相等的点在A点上方，从Q到N的过程中，动能与势能相等的点在A点下方

D．从N到Q的过程中，动能与势能相等的点在A点下方，从Q到N的过程中，动能与势能相等的点在A点上方

Answer

BC

【解析】

试题分析：质点从N到A再到Q的过程中，重力与摩擦力做功．由于质点做圆周运动，由运动的特点可知，质点在NA段与轨道之间的压力大于AQ段之间质点与轨道之间的压力，根据：f=μFN可知，质点在NA段受到的摩擦力比较大，所以质点在NA段摩擦力做的功比较多，则重力与摩擦力在NA段做的功比较多，所以质点第一次到达N点处的动能一定大于质点第一次到达A点处动能的2倍．根据动能的表达式：Ek＝mv2可知，．故A错误，B正确；如果轨道光滑，物体在运动过程中不受摩擦力，上升过程中动能与重力势能相等的位置在位移的中点A，现在由于要克服摩擦力做功，机械能减小，所以上升过程中动能与重力势能相等的位置在A点上方，从Q到N的过程中，动能与势能相等的点在A点下方．故C正确，D错误．故选BC。

考点：动能定理；牛顿第二定律的应用

【名师点睛】本题考查了能量守恒定律和牛顿第二定律的综合运用，关键是抓住已知条件质点滑到Q点时，速度恰好为零，求出此时质点克服摩擦力做的功，再结合圆周运动知识进行分析。