题目内容

8.如图所示,倾角为θ的直角斜面体固定在水平地面上,一根轻质弹簧上端固定在斜面上,下端拴一质量为m的物块,物块放在光滑斜面上的P点并保持静止,弹簧与斜面平行,此时弹簧具有的弹性势能为EP.已知弹簧的劲度系数为k.现将物块缓慢沿斜面向上移动,到弹簧刚恢复至原长位置时,由静止释放物块.求:在以后的运动过程中物块的最大的速度.

分析 首先据在P点平衡找出弹簧的伸长量;知道该模型可以视为弹簧振子,知道最大速度处在P点,利用机械能守恒定律即可求解.

解答 解:据题意可知,物体在P点附近做往复运动,所以在P点运动的速度最大,设在P点时弹簧 伸长量为x,
据机械能守恒定律得:mgxsinθ=${E}_{p}+\frac{1}{2}m{v}^{2}$
又因为在P点处于平衡态,所以:mgsinθ=kx
联立以上两式解得:v=$\sqrt{2(\frac{m{g}^{2}si{n}^{2}θ}{k}-\frac{{E}_{p}}{m})}$
答:在以后的运动过程中物块的最大的速度得$\sqrt{2(\frac{m{g}^{2}si{n}^{2}θ}{k}-\frac{{E}_{p}}{m})}$

点评 首先据题意知道是弹簧振子模型是解题的关键,据模型判断最的速度位置;灵活应用机械能守恒定律和平衡态列方程.

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