(13分)如图所示,光滑半圆弧轨道半径为R,OA为水平半径,BC为竖直直径。一质量为m的小物块自A处以某一竖直向下的初速度滑下,进入与C点相切的粗糙水平滑道CM上,在水平滑道上
◎ 题目
(13分)如图所示,光滑半圆弧轨道半径为R,OA为水平半径,BC为竖直直径。一质量为m的小物块自A处以某一竖直向下的初速度滑下,进入与C点相切的粗糙水平滑道CM上,在水平滑道上有一轻弹簧,其一端固定在竖直墙上,另一端恰位于滑道的末端C点(此时弹簧处于自然状态)。若物块运动过程中弹簧最大弹性势能为EP,且物块被弹簧反弹后恰能通过B点。己知物块与水平滑道间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,求: (1)物块离开弹簧刚进入半圆轨道时对轨道的压力FN的大小; (2)弹簧的最大压缩量d; (3)物块从A处开始下滑时的初速度v0. |
◎ 答案
解:(1)设物块刚离开弹簧时速度为v1,恰通过B点时速度为v2,由题意可知:mg=mv22/R,① 物块由C点运动到B点的过程中,由机械能守恒定律, mv12=2mgR+mv22,② 联立解得:v1=.。③ 由牛顿第二定律,FN- mg=mv12/R, 解得:FN =6mg。 (2)弹簧从压缩到最短,至物块被弹簧弹离弹簧的过程中,由能量守恒定律, mv12+μmgd =Ep ④ 联立③④解得:d=-5 R/2μ。 (3)物块从A处下滑至弹簧被压缩到最短的过程中,由能量守恒定律, mv02+mgR= Ep+μmgd, 联立解得:=. |
◎ 解析
应用能量守恒定律、牛顿运动定律及其个知识列方程解答。 |
◎ 知识点
专家分析,试题“(13分)如图所示,光滑半圆弧轨道半径为R,OA为水平半径,BC为竖直直径。一质量为m的小物块自A处以某一竖直向下的初速度滑下,进入与C点相切的粗糙水平滑道CM上,在水平滑道上…”主要考查了你对 【功能关系】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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