题目内容
(18分)如图所示,粗糙斜面与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接,斜面倾角α=37°,A、B、C是三个质量均为 m=1㎏的小滑块(可视为质点),C为左端附有胶泥(胶泥的质量不计),D为两端分别连接B和C的轻质弹簧.弹簧和滑块B、C均处于静止状态.
(1).当滑块A置于斜面上且受到大小F=4N,方向垂直斜面向下的恒力作用时,恰能向下匀速运动.求滑块A斜面之间的动摩擦因数。
(2).现撤去F,让滑块A从斜面上距斜面底端L=1m处由静止下滑,若取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求滑块A到达斜面底端时的速度大小。
(3).滑块A与C接触后粘连在一起,求此后滑块和弹簧构成的系统在相互作用过程中,弹簧的最大弹性势能Ep.
(18分)
解析:(18分)(1)滑块匀速下滑时,受重力mg、恒力F、斜面支持力FN和摩擦力Fμ作用,
由平衡条件有 (2分)
即 (3分)
化简后得,代入数据解得动摩擦因数 (1分)
(2)撤去后,滑块匀加速下滑,由动能定理有
(3分)
代入数据得 (1分)
(3)滑块A、C粘接后瞬间共同速度为
(2分),
滑块和弹簧构成的系统在相互作用过程中动量守恒,当它们速度相等时,弹簧具有最大弹性势能,设共同速度为,由动量守恒和能量守恒定律有
(2分)
(3分)
联立解得 (1分)
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