题目内容

【题目】如图所示,弹簧左端固定在O点的墙上,另一端与一质量为m=4kg的物体接触但不连接,弹簧处于压缩状态.现将物体由静止释放,物体在弹簧弹力作用下沿水平轨道向右运动,运动到A点时,物体已完全脱离弹簧,速度vA=5m/s;运动到B点时,速度为零.已知轨道OA段光滑,AB段粗糙,A、B之间的距离l=5m,求:

(1)弹簧处于压缩状态时,所具有的最大弹性势能EP
(2)物体与AB段轨道之间的动摩擦因数μ

【答案】
(1)解:物体从静止到A的运动过程只有弹簧弹力做功,且弹簧弹力做功等于弹簧弹性势能的减小,故弹簧和物体组成的系统机械能守恒,则有:


(2)解:物体从A到B的运动过程只有摩擦力做功,故由动能定理可得: ,所以,


【解析】(1)由物体从静止到A的过程,物体和弹簧系统机械能守恒求解;(2)由物体从A到B过程只有摩擦力作用,应用动能定理求解.
【考点精析】关于本题考查的动能定理的综合应用和机械能守恒及其条件,需要了解应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷;在只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变才能得出正确答案.

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