题目内容
【题目】如图的竖直平面内,一小物块(视为质点)从H=10m高处,由静止开始沿光滑弯曲轨道AB进入半径R=4m的光滑竖直圆环内侧,弯曲轨道AB在B点与圆环轨道平滑相接。之后物块沿CB圆弧滑下,在B点(无动量损失)进入右侧的粗糙水平面上压缩弹簧。已知物块的质量m=2kg,与水平面间的动摩擦因数为0.2,弹簧自然状态下最左端D点与B点距离L=15m,求:(g=10m/s2)
(1)物块从A滑到B时的速度大小;
(2)物块到达圆环顶点C时对轨道的压力;
(3)若弹簧最短时的弹性势能,求此时弹簧的压缩量。
【答案】(1)m/s;(2)0N;(3)10m。
【解析】
(1)对小物块从A点到B点的过程中由动能定理
解得:
;
(2)小物块从B点到C由动能定理:
在C点,对小物块受力
代入数据解得C点时对轨道压力大小为0N;
(3)当弹簧压缩到最短时设此时弹簧的压缩量为x,对小物块从B点到压缩到最短的过程中由动能定理:
由上式联立解得:
x=10m

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