题目内容
【题目】如图所示,原长为L的轻质弹簧一端固定在O点,另一端与质量为,的圆环相连,圆环套在粗糙竖直固定杆上的A处,环与杆间动摩擦因数μ= 0.5,此时弹簧水平且处于原长。让圆环从A处由静止开始下滑,经过B处时速度最大,到达C处时速度为零。过程中弹簧始终在弹性限度之内。重力加速度为g。求
(1)圆环在A处的加速度为多大?
(2)若AB间距离为3L/4,则弹簧的劲度系数k为多少?
(3)若圆环到达C处时弹簧弹性势能为Ep,且AC =h,使圆环在C处时获得一个竖直向上的初速度,圆环恰好能到达A处。则这个初速度应为多大?
【答案】(1)(2)(3)
【解析】试题分析:(1)在A处只受重力做功,故根据牛顿第二定律可得,解得
(2)圆环经过B处时,弹簧的弹力
设,则
速度最大,合力为零,由平衡条件得:
联立解得
(3)圆环从A运动到C,由功能关系得
从C运动到A的过程,由功能关系得
又
解得
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