题目内容
【题目】如图所示,轻弹簧一端固定在与斜面垂直的挡板上,另一端点在O位置.质量为m的物块A(可视为质点)以初速度v0从斜面的顶端P点沿斜面向下运动,与弹簧接触后压缩弹簧,将弹簧右端压到O′点位置后,A又被弹簧弹回。物块A离开弹簧后,恰好回到P点.已知OP的距离为,O点和O′点间的距离
,物块A与斜面间的动摩擦因数为
,斜面倾角为
,重力加速度为g求:
(1)物体下滑的初速度v0
(2)弹簧在最低点O′处的弹性势能;
(3)在轻弹簧旁边并排放置另一根与之完全相同的弹簧,一端与挡板固定.若将另一个与A材料相同的物块B(可视为质点)与两根弹簧右端拴接,设B的质量为,将A与B并排在一起,使两根弹簧仍压缩到O′点位置,然后从静止释放,若A离开B后A最终未冲出斜面,求
需满足的条件?
【答案】(1);(2)
(3)1≤β≤17
【解析】
(1)从P点又回到P点
得
(2)根据能量守恒得:
从O′点到P点,有
EP=μmgcosθ(x+x0)+mgsinθ(x+x0)=
(3)分离时:aA=aB,NAB=0
对A
aA=gsinθ+μgcosθ
对B
2T+βmgsinθ+μβmgcosθ=βmaB
得
T=0
即弹簧处于原长处,A、B两物体分离.
从O′点到O点
Ep=μ(β+1)mgcosθx1+(β+1)mgsinθx1+(β+1)mv2
得
分离后,A继续上升到静止
mv2=(mgsinθ+μmgcosθ)x2,0≤x2≤x0
得
1≤β≤17

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