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分析:应用平衡条件求出弹簧形变量,应用机械能守恒定律可以求出D的速度.
解答:解:挂钩没有挂D时,A压缩弹簧,弹簧的压缩量为x1,
对A有:mgsinα=kx1,则有:x1=
,
挂钩挂上D后,B刚好离开挡板时弹簧的伸长量为x2,
对B有:mgsinα=kx2,则有:x2=
,
该过程A沿斜面上升的距离和D下降的高度都是x1+x2,且A、D的初速度、末速度都为零.
设该过程弹性势能的增量为△E,由系统机械能守恒有:
mg(x1+x2)sinα-Mg(x1+x2)+△E=0;
将D带电后,D在电场中运动,电场力对D作正功,设B刚离开挡板时D的速度为υ,D下降x1+x2过程系统能量守恒,有:mg(x1+x2)sinα-Mg(x1+x2)+△E-qE(x1+x1)+
(m+M)υ2=0;
由以上四个方程消去△E,得:υ=2
.
答:B刚离开挡板时D的速度大小是2
.
对A有:mgsinα=kx1,则有:x1=
mgsinα |
k |
挂钩挂上D后,B刚好离开挡板时弹簧的伸长量为x2,
对B有:mgsinα=kx2,则有:x2=
mgsinα |
k |
该过程A沿斜面上升的距离和D下降的高度都是x1+x2,且A、D的初速度、末速度都为零.
设该过程弹性势能的增量为△E,由系统机械能守恒有:
mg(x1+x2)sinα-Mg(x1+x2)+△E=0;
将D带电后,D在电场中运动,电场力对D作正功,设B刚离开挡板时D的速度为υ,D下降x1+x2过程系统能量守恒,有:mg(x1+x2)sinα-Mg(x1+x2)+△E-qE(x1+x1)+
1 |
2 |
由以上四个方程消去△E,得:υ=2
|
答:B刚离开挡板时D的速度大小是2
|
点评:分析清楚物体运动过程,应用平衡条件、胡克定律、机械能守恒定律即可正确解题.
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