题目内容
(18分)如图所示,光滑水平面AB与一半圆形轨道在B点相连,轨道位于竖直面内,其半径为R,一个质量为m的物块静止在水平面上,现向左推物块使其压紧弹簧,然后放手,物块在弹力作用下获得一速度,当它经B点进入半圆轨道瞬间,对轨道的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半圆周运动以达C点,重力加速度为g.求:
(1)弹簧弹力对物块做的功.
(2)物块从B到C克服阻力做的功.
(3)物块离开C点后,再落回到水平面上时动能的大小。
解:
(1)由动能定理得W=mv (3分)
在B点由牛顿第二定律得
7mg-mg=m (3分)
解得W=3mgR (1分)
(2)设B到C,物块克服阻力做功为,物块从B到C由动能定理得
(3分)
物块在C点时mg=m (3分)
解得: (1分)
(3)物块从C点平抛到水平面的过程中,取水平面为零势能面,由机械能守恒定律得:
mg2R+m=Ek (3分)
Ek= (1分)